OSDN Git Service

Daily bump.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / modulo-sched.c
1 /* Swing Modulo Scheduling implementation.
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Ayal Zaks and Mustafa Hagog <zaks,mustafa@il.ibm.com>
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22
23 #include "config.h"
24 #include "system.h"
25 #include "coretypes.h"
26 #include "tm.h"
27 #include "diagnostic-core.h"
28 #include "rtl.h"
29 #include "tm_p.h"
30 #include "hard-reg-set.h"
31 #include "regs.h"
32 #include "function.h"
33 #include "flags.h"
34 #include "insn-config.h"
35 #include "insn-attr.h"
36 #include "except.h"
37 #include "recog.h"
38 #include "sched-int.h"
39 #include "target.h"
40 #include "cfglayout.h"
41 #include "cfgloop.h"
42 #include "cfghooks.h"
43 #include "expr.h"
44 #include "params.h"
45 #include "gcov-io.h"
46 #include "ddg.h"
47 #include "timevar.h"
48 #include "tree-pass.h"
49 #include "dbgcnt.h"
50 #include "df.h"
51
52 #ifdef INSN_SCHEDULING
53
54 /* This file contains the implementation of the Swing Modulo Scheduler,
55    described in the following references:
56    [1] J. Llosa, A. Gonzalez, E. Ayguade, M. Valero., and J. Eckhardt.
57        Lifetime--sensitive modulo scheduling in a production environment.
58        IEEE Trans. on Comps., 50(3), March 2001
59    [2] J. Llosa, A. Gonzalez, E. Ayguade, and M. Valero.
60        Swing Modulo Scheduling: A Lifetime Sensitive Approach.
61        PACT '96 , pages 80-87, October 1996 (Boston - Massachusetts - USA).
62
63    The basic structure is:
64    1. Build a data-dependence graph (DDG) for each loop.
65    2. Use the DDG to order the insns of a loop (not in topological order
66       necessarily, but rather) trying to place each insn after all its
67       predecessors _or_ after all its successors.
68    3. Compute MII: a lower bound on the number of cycles to schedule the loop.
69    4. Use the ordering to perform list-scheduling of the loop:
70       1. Set II = MII.  We will try to schedule the loop within II cycles.
71       2. Try to schedule the insns one by one according to the ordering.
72          For each insn compute an interval of cycles by considering already-
73          scheduled preds and succs (and associated latencies); try to place
74          the insn in the cycles of this window checking for potential
75          resource conflicts (using the DFA interface).
76          Note: this is different from the cycle-scheduling of schedule_insns;
77          here the insns are not scheduled monotonically top-down (nor bottom-
78          up).
79       3. If failed in scheduling all insns - bump II++ and try again, unless
80          II reaches an upper bound MaxII, in which case report failure.
81    5. If we succeeded in scheduling the loop within II cycles, we now
82       generate prolog and epilog, decrease the counter of the loop, and
83       perform modulo variable expansion for live ranges that span more than
84       II cycles (i.e. use register copies to prevent a def from overwriting
85       itself before reaching the use).
86
87     SMS works with countable loops (1) whose control part can be easily
88     decoupled from the rest of the loop and (2) whose loop count can
89     be easily adjusted.  This is because we peel a constant number of
90     iterations into a prologue and epilogue for which we want to avoid
91     emitting the control part, and a kernel which is to iterate that
92     constant number of iterations less than the original loop.  So the
93     control part should be a set of insns clearly identified and having
94     its own iv, not otherwise used in the loop (at-least for now), which
95     initializes a register before the loop to the number of iterations.
96     Currently SMS relies on the do-loop pattern to recognize such loops,
97     where (1) the control part comprises of all insns defining and/or
98     using a certain 'count' register and (2) the loop count can be
99     adjusted by modifying this register prior to the loop.
100     TODO: Rely on cfgloop analysis instead.  */
101 \f
102 /* This page defines partial-schedule structures and functions for
103    modulo scheduling.  */
104
105 typedef struct partial_schedule *partial_schedule_ptr;
106 typedef struct ps_insn *ps_insn_ptr;
107
108 /* The minimum (absolute) cycle that a node of ps was scheduled in.  */
109 #define PS_MIN_CYCLE(ps) (((partial_schedule_ptr)(ps))->min_cycle)
110
111 /* The maximum (absolute) cycle that a node of ps was scheduled in.  */
112 #define PS_MAX_CYCLE(ps) (((partial_schedule_ptr)(ps))->max_cycle)
113
114 /* Perform signed modulo, always returning a non-negative value.  */
115 #define SMODULO(x,y) ((x) % (y) < 0 ? ((x) % (y) + (y)) : (x) % (y))
116
117 /* The number of different iterations the nodes in ps span, assuming
118    the stage boundaries are placed efficiently.  */
119 #define CALC_STAGE_COUNT(max_cycle,min_cycle,ii) ((max_cycle - min_cycle \
120                          + 1 + ii - 1) / ii)
121 /* The stage count of ps.  */
122 #define PS_STAGE_COUNT(ps) (((partial_schedule_ptr)(ps))->stage_count)
123
124 /* A single instruction in the partial schedule.  */
125 struct ps_insn
126 {
127   /* Identifies the instruction to be scheduled.  Values smaller than
128      the ddg's num_nodes refer directly to ddg nodes.  A value of
129      X - num_nodes refers to register move X.  */
130   int id;
131
132   /* The (absolute) cycle in which the PS instruction is scheduled.
133      Same as SCHED_TIME (node).  */
134   int cycle;
135
136   /* The next/prev PS_INSN in the same row.  */
137   ps_insn_ptr next_in_row,
138               prev_in_row;
139
140 };
141
142 /* Information about a register move that has been added to a partial
143    schedule.  */
144 struct ps_reg_move_info
145 {
146   /* The source of the move is defined by the ps_insn with id DEF.
147      The destination is used by the ps_insns with the ids in USES.  */
148   int def;
149   sbitmap uses;
150
151   /* The original form of USES' instructions used OLD_REG, but they
152      should now use NEW_REG.  */
153   rtx old_reg;
154   rtx new_reg;
155
156   /* The number of consecutive stages that the move occupies.  */
157   int num_consecutive_stages;
158
159   /* An instruction that sets NEW_REG to the correct value.  The first
160      move associated with DEF will have an rhs of OLD_REG; later moves
161      use the result of the previous move.  */
162   rtx insn;
163 };
164
165 typedef struct ps_reg_move_info ps_reg_move_info;
166 DEF_VEC_O (ps_reg_move_info);
167 DEF_VEC_ALLOC_O (ps_reg_move_info, heap);
168
169 /* Holds the partial schedule as an array of II rows.  Each entry of the
170    array points to a linked list of PS_INSNs, which represents the
171    instructions that are scheduled for that row.  */
172 struct partial_schedule
173 {
174   int ii;       /* Number of rows in the partial schedule.  */
175   int history;  /* Threshold for conflict checking using DFA.  */
176
177   /* rows[i] points to linked list of insns scheduled in row i (0<=i<ii).  */
178   ps_insn_ptr *rows;
179
180   /* All the moves added for this partial schedule.  Index X has
181      a ps_insn id of X + g->num_nodes.  */
182   VEC (ps_reg_move_info, heap) *reg_moves;
183
184   /*  rows_length[i] holds the number of instructions in the row.
185       It is used only (as an optimization) to back off quickly from
186       trying to schedule a node in a full row; that is, to avoid running
187       through futile DFA state transitions.  */
188   int *rows_length;
189   
190   /* The earliest absolute cycle of an insn in the partial schedule.  */
191   int min_cycle;
192
193   /* The latest absolute cycle of an insn in the partial schedule.  */
194   int max_cycle;
195
196   ddg_ptr g;    /* The DDG of the insns in the partial schedule.  */
197
198   int stage_count;  /* The stage count of the partial schedule.  */
199 };
200
201
202 static partial_schedule_ptr create_partial_schedule (int ii, ddg_ptr, int history);
203 static void free_partial_schedule (partial_schedule_ptr);
204 static void reset_partial_schedule (partial_schedule_ptr, int new_ii);
205 void print_partial_schedule (partial_schedule_ptr, FILE *);
206 static void verify_partial_schedule (partial_schedule_ptr, sbitmap);
207 static ps_insn_ptr ps_add_node_check_conflicts (partial_schedule_ptr,
208                                                 int, int, sbitmap, sbitmap);
209 static void rotate_partial_schedule (partial_schedule_ptr, int);
210 void set_row_column_for_ps (partial_schedule_ptr);
211 static void ps_insert_empty_row (partial_schedule_ptr, int, sbitmap);
212 static int compute_split_row (sbitmap, int, int, int, ddg_node_ptr);
213
214 \f
215 /* This page defines constants and structures for the modulo scheduling
216    driver.  */
217
218 static int sms_order_nodes (ddg_ptr, int, int *, int *);
219 static void set_node_sched_params (ddg_ptr);
220 static partial_schedule_ptr sms_schedule_by_order (ddg_ptr, int, int, int *);
221 static void permute_partial_schedule (partial_schedule_ptr, rtx);
222 static void generate_prolog_epilog (partial_schedule_ptr, struct loop *,
223                                     rtx, rtx);
224 static int calculate_stage_count (partial_schedule_ptr, int);
225 static void calculate_must_precede_follow (ddg_node_ptr, int, int,
226                                            int, int, sbitmap, sbitmap, sbitmap);
227 static int get_sched_window (partial_schedule_ptr, ddg_node_ptr, 
228                              sbitmap, int, int *, int *, int *);
229 static bool try_scheduling_node_in_cycle (partial_schedule_ptr, int, int,
230                                           sbitmap, int *, sbitmap, sbitmap);
231 static void remove_node_from_ps (partial_schedule_ptr, ps_insn_ptr);
232
233 #define NODE_ASAP(node) ((node)->aux.count)
234
235 #define SCHED_PARAMS(x) VEC_index (node_sched_params, node_sched_param_vec, x)
236 #define SCHED_TIME(x) (SCHED_PARAMS (x)->time)
237 #define SCHED_ROW(x) (SCHED_PARAMS (x)->row)
238 #define SCHED_STAGE(x) (SCHED_PARAMS (x)->stage)
239 #define SCHED_COLUMN(x) (SCHED_PARAMS (x)->column)
240
241 /* The scheduling parameters held for each node.  */
242 typedef struct node_sched_params
243 {
244   int time;     /* The absolute scheduling cycle.  */
245
246   int row;    /* Holds time % ii.  */
247   int stage;  /* Holds time / ii.  */
248
249   /* The column of a node inside the ps.  If nodes u, v are on the same row,
250      u will precede v if column (u) < column (v).  */
251   int column;
252 } *node_sched_params_ptr;
253
254 typedef struct node_sched_params node_sched_params;
255 DEF_VEC_O (node_sched_params);
256 DEF_VEC_ALLOC_O (node_sched_params, heap);
257 \f
258 /* The following three functions are copied from the current scheduler
259    code in order to use sched_analyze() for computing the dependencies.
260    They are used when initializing the sched_info structure.  */
261 static const char *
262 sms_print_insn (const_rtx insn, int aligned ATTRIBUTE_UNUSED)
263 {
264   static char tmp[80];
265
266   sprintf (tmp, "i%4d", INSN_UID (insn));
267   return tmp;
268 }
269
270 static void
271 compute_jump_reg_dependencies (rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
272                                regset used ATTRIBUTE_UNUSED)
273 {
274 }
275
276 static struct common_sched_info_def sms_common_sched_info;
277
278 static struct sched_deps_info_def sms_sched_deps_info =
279   {
280     compute_jump_reg_dependencies,
281     NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
282     NULL,
283     0, 0, 0
284   };
285
286 static struct haifa_sched_info sms_sched_info =
287 {
288   NULL,
289   NULL,
290   NULL,
291   NULL,
292   NULL,
293   sms_print_insn,
294   NULL,
295   NULL, /* insn_finishes_block_p */
296   NULL, NULL,
297   NULL, NULL,
298   0, 0,
299
300   NULL, NULL, NULL, NULL,
301   NULL, NULL,
302   0
303 };
304
305 /* Partial schedule instruction ID in PS is a register move.  Return
306    information about it.  */
307 static struct ps_reg_move_info *
308 ps_reg_move (partial_schedule_ptr ps, int id)
309 {
310   gcc_checking_assert (id >= ps->g->num_nodes);
311   return VEC_index (ps_reg_move_info, ps->reg_moves, id - ps->g->num_nodes);
312 }
313
314 /* Return the rtl instruction that is being scheduled by partial schedule
315    instruction ID, which belongs to schedule PS.  */
316 static rtx
317 ps_rtl_insn (partial_schedule_ptr ps, int id)
318 {
319   if (id < ps->g->num_nodes)
320     return ps->g->nodes[id].insn;
321   else
322     return ps_reg_move (ps, id)->insn;
323 }
324
325 /* Partial schedule instruction ID, which belongs to PS, occured in
326    the original (unscheduled) loop.  Return the first instruction
327    in the loop that was associated with ps_rtl_insn (PS, ID).
328    If the instruction had some notes before it, this is the first
329    of those notes.  */
330 static rtx
331 ps_first_note (partial_schedule_ptr ps, int id)
332 {
333   gcc_assert (id < ps->g->num_nodes);
334   return ps->g->nodes[id].first_note;
335 }
336
337 /* Return the number of consecutive stages that are occupied by
338    partial schedule instruction ID in PS.  */
339 static int
340 ps_num_consecutive_stages (partial_schedule_ptr ps, int id)
341 {
342   if (id < ps->g->num_nodes)
343     return 1;
344   else
345     return ps_reg_move (ps, id)->num_consecutive_stages;
346 }
347
348 /* Given HEAD and TAIL which are the first and last insns in a loop;
349    return the register which controls the loop.  Return zero if it has
350    more than one occurrence in the loop besides the control part or the
351    do-loop pattern is not of the form we expect.  */
352 static rtx
353 doloop_register_get (rtx head ATTRIBUTE_UNUSED, rtx tail ATTRIBUTE_UNUSED)
354 {
355 #ifdef HAVE_doloop_end
356   rtx reg, condition, insn, first_insn_not_to_check;
357
358   if (!JUMP_P (tail))
359     return NULL_RTX;
360
361   /* TODO: Free SMS's dependence on doloop_condition_get.  */
362   condition = doloop_condition_get (tail);
363   if (! condition)
364     return NULL_RTX;
365
366   if (REG_P (XEXP (condition, 0)))
367     reg = XEXP (condition, 0);
368   else if (GET_CODE (XEXP (condition, 0)) == PLUS
369            && REG_P (XEXP (XEXP (condition, 0), 0)))
370     reg = XEXP (XEXP (condition, 0), 0);
371   else
372     gcc_unreachable ();
373
374   /* Check that the COUNT_REG has no other occurrences in the loop
375      until the decrement.  We assume the control part consists of
376      either a single (parallel) branch-on-count or a (non-parallel)
377      branch immediately preceded by a single (decrement) insn.  */
378   first_insn_not_to_check = (GET_CODE (PATTERN (tail)) == PARALLEL ? tail
379                              : prev_nondebug_insn (tail));
380
381   for (insn = head; insn != first_insn_not_to_check; insn = NEXT_INSN (insn))
382     if (!DEBUG_INSN_P (insn) && reg_mentioned_p (reg, insn))
383       {
384         if (dump_file)
385         {
386           fprintf (dump_file, "SMS count_reg found ");
387           print_rtl_single (dump_file, reg);
388           fprintf (dump_file, " outside control in insn:\n");
389           print_rtl_single (dump_file, insn);
390         }
391
392         return NULL_RTX;
393       }
394
395   return reg;
396 #else
397   return NULL_RTX;
398 #endif
399 }
400
401 /* Check if COUNT_REG is set to a constant in the PRE_HEADER block, so
402    that the number of iterations is a compile-time constant.  If so,
403    return the rtx that sets COUNT_REG to a constant, and set COUNT to
404    this constant.  Otherwise return 0.  */
405 static rtx
406 const_iteration_count (rtx count_reg, basic_block pre_header,
407                        HOST_WIDEST_INT * count)
408 {
409   rtx insn;
410   rtx head, tail;
411
412   if (! pre_header)
413     return NULL_RTX;
414
415   get_ebb_head_tail (pre_header, pre_header, &head, &tail);
416
417   for (insn = tail; insn != PREV_INSN (head); insn = PREV_INSN (insn))
418     if (NONDEBUG_INSN_P (insn) && single_set (insn) &&
419         rtx_equal_p (count_reg, SET_DEST (single_set (insn))))
420       {
421         rtx pat = single_set (insn);
422
423         if (CONST_INT_P (SET_SRC (pat)))
424           {
425             *count = INTVAL (SET_SRC (pat));
426             return insn;
427           }
428
429         return NULL_RTX;
430       }
431
432   return NULL_RTX;
433 }
434
435 /* A very simple resource-based lower bound on the initiation interval.
436    ??? Improve the accuracy of this bound by considering the
437    utilization of various units.  */
438 static int
439 res_MII (ddg_ptr g)
440 {
441   if (targetm.sched.sms_res_mii)
442     return targetm.sched.sms_res_mii (g);
443
444   return ((g->num_nodes - g->num_debug) / issue_rate);
445 }
446
447
448 /* A vector that contains the sched data for each ps_insn.  */
449 static VEC (node_sched_params, heap) *node_sched_param_vec;
450
451 /* Allocate sched_params for each node and initialize it.  */
452 static void
453 set_node_sched_params (ddg_ptr g)
454 {
455   VEC_truncate (node_sched_params, node_sched_param_vec, 0);
456   VEC_safe_grow_cleared (node_sched_params, heap,
457                          node_sched_param_vec, g->num_nodes);
458 }
459
460 /* Make sure that node_sched_param_vec has an entry for every move in PS.  */
461 static void
462 extend_node_sched_params (partial_schedule_ptr ps)
463 {
464   VEC_safe_grow_cleared (node_sched_params, heap, node_sched_param_vec,
465                          ps->g->num_nodes + VEC_length (ps_reg_move_info,
466                                                         ps->reg_moves));
467 }
468
469 /* Update the sched_params (time, row and stage) for node U using the II,
470    the CYCLE of U and MIN_CYCLE.
471    We're not simply taking the following
472    SCHED_STAGE (u) = CALC_STAGE_COUNT (SCHED_TIME (u), min_cycle, ii);
473    because the stages may not be aligned on cycle 0.  */
474 static void
475 update_node_sched_params (int u, int ii, int cycle, int min_cycle)
476 {
477   int sc_until_cycle_zero;
478   int stage;
479
480   SCHED_TIME (u) = cycle;
481   SCHED_ROW (u) = SMODULO (cycle, ii);
482
483   /* The calculation of stage count is done adding the number
484      of stages before cycle zero and after cycle zero.  */
485   sc_until_cycle_zero = CALC_STAGE_COUNT (-1, min_cycle, ii);
486
487   if (SCHED_TIME (u) < 0)
488     {
489       stage = CALC_STAGE_COUNT (-1, SCHED_TIME (u), ii);
490       SCHED_STAGE (u) = sc_until_cycle_zero - stage;
491     }
492   else
493     {
494       stage = CALC_STAGE_COUNT (SCHED_TIME (u), 0, ii);
495       SCHED_STAGE (u) = sc_until_cycle_zero + stage - 1;
496     }
497 }
498
499 static void
500 print_node_sched_params (FILE *file, int num_nodes, partial_schedule_ptr ps)
501 {
502   int i;
503
504   if (! file)
505     return;
506   for (i = 0; i < num_nodes; i++)
507     {
508       node_sched_params_ptr nsp = SCHED_PARAMS (i);
509
510       fprintf (file, "Node = %d; INSN = %d\n", i,
511                INSN_UID (ps_rtl_insn (ps, i)));
512       fprintf (file, " asap = %d:\n", NODE_ASAP (&ps->g->nodes[i]));
513       fprintf (file, " time = %d:\n", nsp->time);
514       fprintf (file, " stage = %d:\n", nsp->stage);
515     }
516 }
517
518 /* Set SCHED_COLUMN for each instruction in row ROW of PS.  */
519 static void
520 set_columns_for_row (partial_schedule_ptr ps, int row)
521 {
522   ps_insn_ptr cur_insn;
523   int column;
524
525   column = 0;
526   for (cur_insn = ps->rows[row]; cur_insn; cur_insn = cur_insn->next_in_row)
527     SCHED_COLUMN (cur_insn->id) = column++;
528 }
529
530 /* Set SCHED_COLUMN for each instruction in PS.  */
531 static void
532 set_columns_for_ps (partial_schedule_ptr ps)
533 {
534   int row;
535
536   for (row = 0; row < ps->ii; row++)
537     set_columns_for_row (ps, row);
538 }
539
540 /* Try to schedule the move with ps_insn identifier I_REG_MOVE in PS.
541    Its single predecessor has already been scheduled, as has its
542    ddg node successors.  (The move may have also another move as its
543    successor, in which case that successor will be scheduled later.)
544
545    The move is part of a chain that satisfies register dependencies
546    between a producing ddg node and various consuming ddg nodes.
547    If some of these dependencies have a distance of 1 (meaning that
548    the use is upward-exposed) then DISTANCE1_USES is nonnull and
549    contains the set of uses with distance-1 dependencies.
550    DISTANCE1_USES is null otherwise.
551
552    MUST_FOLLOW is a scratch bitmap that is big enough to hold
553    all current ps_insn ids.
554
555    Return true on success.  */
556 static bool
557 schedule_reg_move (partial_schedule_ptr ps, int i_reg_move,
558                    sbitmap distance1_uses, sbitmap must_follow)
559 {
560   unsigned int u;
561   int this_time, this_distance, this_start, this_end, this_latency;
562   int start, end, c, ii;
563   sbitmap_iterator sbi;
564   ps_reg_move_info *move;
565   rtx this_insn;
566   ps_insn_ptr psi;
567
568   move = ps_reg_move (ps, i_reg_move);
569   ii = ps->ii;
570   if (dump_file)
571     {
572       fprintf (dump_file, "Scheduling register move INSN %d; ii = %d"
573                ", min cycle = %d\n\n", INSN_UID (move->insn), ii,
574                PS_MIN_CYCLE (ps));
575       print_rtl_single (dump_file, move->insn);
576       fprintf (dump_file, "\n%11s %11s %5s\n", "start", "end", "time");
577       fprintf (dump_file, "=========== =========== =====\n");
578     }
579
580   start = INT_MIN;
581   end = INT_MAX;
582
583   /* For dependencies of distance 1 between a producer ddg node A
584      and consumer ddg node B, we have a chain of dependencies:
585
586         A --(T,L1,1)--> M1 --(T,L2,0)--> M2 ... --(T,Ln,0)--> B
587
588      where Mi is the ith move.  For dependencies of distance 0 between
589      a producer ddg node A and consumer ddg node C, we have a chain of
590      dependencies:
591
592         A --(T,L1',0)--> M1' --(T,L2',0)--> M2' ... --(T,Ln',0)--> C
593
594      where Mi' occupies the same position as Mi but occurs a stage later.
595      We can only schedule each move once, so if we have both types of
596      chain, we model the second as:
597
598         A --(T,L1',1)--> M1 --(T,L2',0)--> M2 ... --(T,Ln',-1)--> C
599
600      First handle the dependencies between the previously-scheduled
601      predecessor and the move.  */
602   this_insn = ps_rtl_insn (ps, move->def);
603   this_latency = insn_latency (this_insn, move->insn);
604   this_distance = distance1_uses && move->def < ps->g->num_nodes ? 1 : 0;
605   this_time = SCHED_TIME (move->def) - this_distance * ii;
606   this_start = this_time + this_latency;
607   this_end = this_time + ii;
608   if (dump_file)
609     fprintf (dump_file, "%11d %11d %5d %d --(T,%d,%d)--> %d\n",
610              this_start, this_end, SCHED_TIME (move->def),
611              INSN_UID (this_insn), this_latency, this_distance,
612              INSN_UID (move->insn));
613
614   if (start < this_start)
615     start = this_start;
616   if (end > this_end)
617     end = this_end;
618
619   /* Handle the dependencies between the move and previously-scheduled
620      successors.  */
621   EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (move->uses, 0, u, sbi)
622     {
623       this_insn = ps_rtl_insn (ps, u);
624       this_latency = insn_latency (move->insn, this_insn);
625       if (distance1_uses && !TEST_BIT (distance1_uses, u))
626         this_distance = -1;
627       else
628         this_distance = 0;
629       this_time = SCHED_TIME (u) + this_distance * ii;
630       this_start = this_time - ii;
631       this_end = this_time - this_latency;
632       if (dump_file)
633         fprintf (dump_file, "%11d %11d %5d %d --(T,%d,%d)--> %d\n",
634                  this_start, this_end, SCHED_TIME (u), INSN_UID (move->insn),
635                  this_latency, this_distance, INSN_UID (this_insn));
636
637       if (start < this_start)
638         start = this_start;
639       if (end > this_end)
640         end = this_end;
641     }
642
643   if (dump_file)
644     {
645       fprintf (dump_file, "----------- ----------- -----\n");
646       fprintf (dump_file, "%11d %11d %5s %s\n", start, end, "", "(max, min)");
647     }
648
649   sbitmap_zero (must_follow);
650   SET_BIT (must_follow, move->def);
651
652   start = MAX (start, end - (ii - 1));
653   for (c = end; c >= start; c--)
654     {
655       psi = ps_add_node_check_conflicts (ps, i_reg_move, c,
656                                          move->uses, must_follow);
657       if (psi)
658         {
659           update_node_sched_params (i_reg_move, ii, c, PS_MIN_CYCLE (ps));
660           if (dump_file)
661             fprintf (dump_file, "\nScheduled register move INSN %d at"
662                      " time %d, row %d\n\n", INSN_UID (move->insn), c,
663                      SCHED_ROW (i_reg_move));
664           return true;
665         }
666     }
667
668   if (dump_file)
669     fprintf (dump_file, "\nNo available slot\n\n");
670
671   return false;
672 }
673
674 /*
675    Breaking intra-loop register anti-dependences:
676    Each intra-loop register anti-dependence implies a cross-iteration true
677    dependence of distance 1. Therefore, we can remove such false dependencies
678    and figure out if the partial schedule broke them by checking if (for a
679    true-dependence of distance 1): SCHED_TIME (def) < SCHED_TIME (use) and
680    if so generate a register move.   The number of such moves is equal to:
681               SCHED_TIME (use) - SCHED_TIME (def)       { 0 broken
682    nreg_moves = ----------------------------------- + 1 - {   dependence.
683                             ii                          { 1 if not.
684 */
685 static bool
686 schedule_reg_moves (partial_schedule_ptr ps)
687 {
688   ddg_ptr g = ps->g;
689   int ii = ps->ii;
690   int i;
691
692   for (i = 0; i < g->num_nodes; i++)
693     {
694       ddg_node_ptr u = &g->nodes[i];
695       ddg_edge_ptr e;
696       int nreg_moves = 0, i_reg_move;
697       rtx prev_reg, old_reg;
698       int first_move;
699       int distances[2];
700       sbitmap must_follow;
701       sbitmap distance1_uses;
702       rtx set = single_set (u->insn);
703       
704       /* Skip instructions that do not set a register.  */
705       if ((set && !REG_P (SET_DEST (set))))
706         continue;
707  
708       /* Compute the number of reg_moves needed for u, by looking at life
709          ranges started at u (excluding self-loops).  */
710       distances[0] = distances[1] = false;
711       for (e = u->out; e; e = e->next_out)
712         if (e->type == TRUE_DEP && e->dest != e->src)
713           {
714             int nreg_moves4e = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
715                                 - SCHED_TIME (e->src->cuid)) / ii;
716
717             if (e->distance == 1)
718               nreg_moves4e = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
719                               - SCHED_TIME (e->src->cuid) + ii) / ii;
720
721             /* If dest precedes src in the schedule of the kernel, then dest
722                will read before src writes and we can save one reg_copy.  */
723             if (SCHED_ROW (e->dest->cuid) == SCHED_ROW (e->src->cuid)
724                 && SCHED_COLUMN (e->dest->cuid) < SCHED_COLUMN (e->src->cuid))
725               nreg_moves4e--;
726
727             if (nreg_moves4e >= 1)
728               {
729                 /* !single_set instructions are not supported yet and
730                    thus we do not except to encounter them in the loop
731                    except from the doloop part.  For the latter case
732                    we assume no regmoves are generated as the doloop
733                    instructions are tied to the branch with an edge.  */
734                 gcc_assert (set);
735                 /* If the instruction contains auto-inc register then
736                    validate that the regmov is being generated for the
737                    target regsiter rather then the inc'ed register.     */
738                 gcc_assert (!autoinc_var_is_used_p (u->insn, e->dest->insn));
739               }
740             
741             if (nreg_moves4e)
742               {
743                 gcc_assert (e->distance < 2);
744                 distances[e->distance] = true;
745               }
746             nreg_moves = MAX (nreg_moves, nreg_moves4e);
747           }
748
749       if (nreg_moves == 0)
750         continue;
751
752       /* Create NREG_MOVES register moves.  */
753       first_move = VEC_length (ps_reg_move_info, ps->reg_moves);
754       VEC_safe_grow_cleared (ps_reg_move_info, heap, ps->reg_moves,
755                              first_move + nreg_moves);
756       extend_node_sched_params (ps);
757
758       /* Record the moves associated with this node.  */
759       first_move += ps->g->num_nodes;
760
761       /* Generate each move.  */
762       old_reg = prev_reg = SET_DEST (single_set (u->insn));
763       for (i_reg_move = 0; i_reg_move < nreg_moves; i_reg_move++)
764         {
765           ps_reg_move_info *move = ps_reg_move (ps, first_move + i_reg_move);
766
767           move->def = i_reg_move > 0 ? first_move + i_reg_move - 1 : i;
768           move->uses = sbitmap_alloc (first_move + nreg_moves);
769           move->old_reg = old_reg;
770           move->new_reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (prev_reg));
771           move->num_consecutive_stages = distances[0] && distances[1] ? 2 : 1;
772           move->insn = gen_move_insn (move->new_reg, copy_rtx (prev_reg));
773           sbitmap_zero (move->uses);
774
775           prev_reg = move->new_reg;
776         }
777
778       distance1_uses = distances[1] ? sbitmap_alloc (g->num_nodes) : NULL;
779
780       /* Every use of the register defined by node may require a different
781          copy of this register, depending on the time the use is scheduled.
782          Record which uses require which move results.  */
783       for (e = u->out; e; e = e->next_out)
784         if (e->type == TRUE_DEP && e->dest != e->src)
785           {
786             int dest_copy = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
787                              - SCHED_TIME (e->src->cuid)) / ii;
788
789             if (e->distance == 1)
790               dest_copy = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
791                            - SCHED_TIME (e->src->cuid) + ii) / ii;
792
793             if (SCHED_ROW (e->dest->cuid) == SCHED_ROW (e->src->cuid)
794                 && SCHED_COLUMN (e->dest->cuid) < SCHED_COLUMN (e->src->cuid))
795               dest_copy--;
796
797             if (dest_copy)
798               {
799                 ps_reg_move_info *move;
800
801                 move = ps_reg_move (ps, first_move + dest_copy - 1);
802                 SET_BIT (move->uses, e->dest->cuid);
803                 if (e->distance == 1)
804                   SET_BIT (distance1_uses, e->dest->cuid);
805               }
806           }
807
808       must_follow = sbitmap_alloc (first_move + nreg_moves);
809       for (i_reg_move = 0; i_reg_move < nreg_moves; i_reg_move++)
810         if (!schedule_reg_move (ps, first_move + i_reg_move,
811                                 distance1_uses, must_follow))
812           break;
813       sbitmap_free (must_follow);
814       if (distance1_uses)
815         sbitmap_free (distance1_uses);
816       if (i_reg_move < nreg_moves)
817         return false;
818     }
819   return true;
820 }
821
822 /* Emit the moves associatied with PS.  Apply the substitutions
823    associated with them.  */
824 static void
825 apply_reg_moves (partial_schedule_ptr ps)
826 {
827   ps_reg_move_info *move;
828   int i;
829
830   FOR_EACH_VEC_ELT (ps_reg_move_info, ps->reg_moves, i, move)
831     {
832       unsigned int i_use;
833       sbitmap_iterator sbi;
834
835       EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (move->uses, 0, i_use, sbi)
836         {
837           replace_rtx (ps->g->nodes[i_use].insn, move->old_reg, move->new_reg);
838           df_insn_rescan (ps->g->nodes[i_use].insn);
839         }
840     }
841 }
842
843 /* Bump the SCHED_TIMEs of all nodes by AMOUNT.  Set the values of
844    SCHED_ROW and SCHED_STAGE.  Instruction scheduled on cycle AMOUNT
845    will move to cycle zero.  */
846 static void
847 reset_sched_times (partial_schedule_ptr ps, int amount)
848 {
849   int row;
850   int ii = ps->ii;
851   ps_insn_ptr crr_insn;
852
853   for (row = 0; row < ii; row++)
854     for (crr_insn = ps->rows[row]; crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
855       {
856         int u = crr_insn->id;
857         int normalized_time = SCHED_TIME (u) - amount;
858         int new_min_cycle = PS_MIN_CYCLE (ps) - amount;
859
860         if (dump_file)
861           {
862             /* Print the scheduling times after the rotation.  */
863             rtx insn = ps_rtl_insn (ps, u);
864
865             fprintf (dump_file, "crr_insn->node=%d (insn id %d), "
866                      "crr_insn->cycle=%d, min_cycle=%d", u,
867                      INSN_UID (insn), normalized_time, new_min_cycle);
868             if (JUMP_P (insn))
869               fprintf (dump_file, " (branch)");
870             fprintf (dump_file, "\n");
871           }
872         
873         gcc_assert (SCHED_TIME (u) >= ps->min_cycle);
874         gcc_assert (SCHED_TIME (u) <= ps->max_cycle);
875
876         crr_insn->cycle = normalized_time;
877         update_node_sched_params (u, ii, normalized_time, new_min_cycle);
878       }
879 }
880  
881 /* Permute the insns according to their order in PS, from row 0 to
882    row ii-1, and position them right before LAST.  This schedules
883    the insns of the loop kernel.  */
884 static void
885 permute_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, rtx last)
886 {
887   int ii = ps->ii;
888   int row;
889   ps_insn_ptr ps_ij;
890
891   for (row = 0; row < ii ; row++)
892     for (ps_ij = ps->rows[row]; ps_ij; ps_ij = ps_ij->next_in_row)
893       {
894         rtx insn = ps_rtl_insn (ps, ps_ij->id);
895
896         if (PREV_INSN (last) != insn)
897           {
898             if (ps_ij->id < ps->g->num_nodes)
899               reorder_insns_nobb (ps_first_note (ps, ps_ij->id), insn,
900                                   PREV_INSN (last));
901             else
902               add_insn_before (insn, last, NULL);
903           }
904       }
905 }
906
907 /* Set bitmaps TMP_FOLLOW and TMP_PRECEDE to MUST_FOLLOW and MUST_PRECEDE
908    respectively only if cycle C falls on the border of the scheduling
909    window boundaries marked by START and END cycles.  STEP is the
910    direction of the window.  */
911 static inline void
912 set_must_precede_follow (sbitmap *tmp_follow, sbitmap must_follow,
913                          sbitmap *tmp_precede, sbitmap must_precede, int c,
914                          int start, int end, int step)
915 {
916   *tmp_precede = NULL;
917   *tmp_follow = NULL;
918
919   if (c == start)
920     {
921       if (step == 1)
922         *tmp_precede = must_precede;
923       else                      /* step == -1.  */
924         *tmp_follow = must_follow;
925     }
926   if (c == end - step)
927     {
928       if (step == 1)
929         *tmp_follow = must_follow;
930       else                      /* step == -1.  */
931         *tmp_precede = must_precede;
932     }
933
934 }
935
936 /* Return True if the branch can be moved to row ii-1 while
937    normalizing the partial schedule PS to start from cycle zero and thus
938    optimize the SC.  Otherwise return False.  */
939 static bool
940 optimize_sc (partial_schedule_ptr ps, ddg_ptr g)
941 {
942   int amount = PS_MIN_CYCLE (ps);
943   sbitmap sched_nodes = sbitmap_alloc (g->num_nodes);
944   int start, end, step;
945   int ii = ps->ii;
946   bool ok = false;
947   int stage_count, stage_count_curr;
948
949   /* Compare the SC after normalization and SC after bringing the branch
950      to row ii-1.  If they are equal just bail out.  */
951   stage_count = calculate_stage_count (ps, amount);
952   stage_count_curr =
953     calculate_stage_count (ps, SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid) - (ii - 1));
954
955   if (stage_count == stage_count_curr)
956     {
957       if (dump_file)
958         fprintf (dump_file, "SMS SC already optimized.\n");
959
960       ok = false;
961       goto clear;
962     }
963
964   if (dump_file)
965     {
966       fprintf (dump_file, "SMS Trying to optimize branch location\n");
967       fprintf (dump_file, "SMS partial schedule before trial:\n");
968       print_partial_schedule (ps, dump_file);
969     }
970
971   /* First, normalize the partial scheduling.  */
972   reset_sched_times (ps, amount);
973   rotate_partial_schedule (ps, amount);
974   if (dump_file)
975     {
976       fprintf (dump_file,
977                "SMS partial schedule after normalization (ii, %d, SC %d):\n",
978                ii, stage_count);
979       print_partial_schedule (ps, dump_file);
980     }
981
982   if (SMODULO (SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid), ii) == ii - 1)
983     {
984       ok = true;
985       goto clear;
986     }
987
988   sbitmap_ones (sched_nodes);
989
990   /* Calculate the new placement of the branch.  It should be in row
991      ii-1 and fall into it's scheduling window.  */
992   if (get_sched_window (ps, g->closing_branch, sched_nodes, ii, &start,
993                         &step, &end) == 0)
994     {
995       bool success;
996       ps_insn_ptr next_ps_i;
997       int branch_cycle = SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid);
998       int row = SMODULO (branch_cycle, ps->ii);
999       int num_splits = 0;
1000       sbitmap must_precede, must_follow, tmp_precede, tmp_follow;
1001       int c;
1002
1003       if (dump_file)
1004         fprintf (dump_file, "\nTrying to schedule node %d "
1005                  "INSN = %d  in (%d .. %d) step %d\n",
1006                  g->closing_branch->cuid,
1007                  (INSN_UID (g->closing_branch->insn)), start, end, step);
1008
1009       gcc_assert ((step > 0 && start < end) || (step < 0 && start > end));
1010       if (step == 1)
1011         {
1012           c = start + ii - SMODULO (start, ii) - 1;
1013           gcc_assert (c >= start);
1014           if (c >= end)
1015             {
1016               ok = false;
1017               if (dump_file)
1018                 fprintf (dump_file,
1019                          "SMS failed to schedule branch at cycle: %d\n", c);
1020               goto clear;
1021             }
1022         }
1023       else
1024         {
1025           c = start - SMODULO (start, ii) - 1;
1026           gcc_assert (c <= start);
1027
1028           if (c <= end)
1029             {
1030               if (dump_file)
1031                 fprintf (dump_file,
1032                          "SMS failed to schedule branch at cycle: %d\n", c);
1033               ok = false;
1034               goto clear;
1035             }
1036         }
1037
1038       must_precede = sbitmap_alloc (g->num_nodes);
1039       must_follow = sbitmap_alloc (g->num_nodes);
1040
1041       /* Try to schedule the branch is it's new cycle.  */
1042       calculate_must_precede_follow (g->closing_branch, start, end,
1043                                      step, ii, sched_nodes,
1044                                      must_precede, must_follow);
1045
1046       set_must_precede_follow (&tmp_follow, must_follow, &tmp_precede,
1047                                must_precede, c, start, end, step);
1048
1049       /* Find the element in the partial schedule related to the closing
1050          branch so we can remove it from it's current cycle.  */
1051       for (next_ps_i = ps->rows[row];
1052            next_ps_i; next_ps_i = next_ps_i->next_in_row)
1053         if (next_ps_i->id == g->closing_branch->cuid)
1054           break;
1055
1056       remove_node_from_ps (ps, next_ps_i);
1057       success =
1058         try_scheduling_node_in_cycle (ps, g->closing_branch->cuid, c,
1059                                       sched_nodes, &num_splits,
1060                                       tmp_precede, tmp_follow);
1061       gcc_assert (num_splits == 0);
1062       if (!success)
1063         {
1064           if (dump_file)
1065             fprintf (dump_file,
1066                      "SMS failed to schedule branch at cycle: %d, "
1067                      "bringing it back to cycle %d\n", c, branch_cycle);
1068
1069           /* The branch was failed to be placed in row ii - 1.
1070              Put it back in it's original place in the partial
1071              schedualing.  */
1072           set_must_precede_follow (&tmp_follow, must_follow, &tmp_precede,
1073                                    must_precede, branch_cycle, start, end,
1074                                    step);
1075           success =
1076             try_scheduling_node_in_cycle (ps, g->closing_branch->cuid,
1077                                           branch_cycle, sched_nodes,
1078                                           &num_splits, tmp_precede,
1079                                           tmp_follow);
1080           gcc_assert (success && (num_splits == 0));
1081           ok = false;
1082         }
1083       else
1084         {
1085           /* The branch is placed in row ii - 1.  */
1086           if (dump_file)
1087             fprintf (dump_file,
1088                      "SMS success in moving branch to cycle %d\n", c);
1089
1090           update_node_sched_params (g->closing_branch->cuid, ii, c,
1091                                     PS_MIN_CYCLE (ps));
1092           ok = true;
1093         }
1094
1095       free (must_precede);
1096       free (must_follow);
1097     }
1098
1099 clear:
1100   free (sched_nodes);
1101   return ok;
1102 }
1103
1104 static void
1105 duplicate_insns_of_cycles (partial_schedule_ptr ps, int from_stage,
1106                            int to_stage, rtx count_reg)
1107 {
1108   int row;
1109   ps_insn_ptr ps_ij;
1110
1111   for (row = 0; row < ps->ii; row++)
1112     for (ps_ij = ps->rows[row]; ps_ij; ps_ij = ps_ij->next_in_row)
1113       {
1114         int u = ps_ij->id;
1115         int first_u, last_u;
1116         rtx u_insn;
1117
1118         /* Do not duplicate any insn which refers to count_reg as it
1119            belongs to the control part.
1120            The closing branch is scheduled as well and thus should
1121            be ignored.
1122            TODO: This should be done by analyzing the control part of
1123            the loop.  */
1124         u_insn = ps_rtl_insn (ps, u);
1125         if (reg_mentioned_p (count_reg, u_insn)
1126             || JUMP_P (u_insn))
1127           continue;
1128
1129         first_u = SCHED_STAGE (u);
1130         last_u = first_u + ps_num_consecutive_stages (ps, u) - 1;
1131         if (from_stage <= last_u && to_stage >= first_u)
1132           {
1133             if (u < ps->g->num_nodes)
1134               duplicate_insn_chain (ps_first_note (ps, u), u_insn);
1135             else
1136               emit_insn (copy_rtx (PATTERN (u_insn)));
1137           }
1138       }
1139 }
1140
1141
1142 /* Generate the instructions (including reg_moves) for prolog & epilog.  */
1143 static void
1144 generate_prolog_epilog (partial_schedule_ptr ps, struct loop *loop,
1145                         rtx count_reg, rtx count_init)
1146 {
1147   int i;
1148   int last_stage = PS_STAGE_COUNT (ps) - 1;
1149   edge e;
1150
1151   /* Generate the prolog, inserting its insns on the loop-entry edge.  */
1152   start_sequence ();
1153
1154   if (!count_init)
1155     {
1156       /* Generate instructions at the beginning of the prolog to
1157          adjust the loop count by STAGE_COUNT.  If loop count is constant
1158          (count_init), this constant is adjusted by STAGE_COUNT in
1159          generate_prolog_epilog function.  */
1160       rtx sub_reg = NULL_RTX;
1161
1162       sub_reg = expand_simple_binop (GET_MODE (count_reg), MINUS,
1163                                      count_reg, GEN_INT (last_stage),
1164                                      count_reg, 1, OPTAB_DIRECT);
1165       gcc_assert (REG_P (sub_reg));
1166       if (REGNO (sub_reg) != REGNO (count_reg))
1167         emit_move_insn (count_reg, sub_reg);
1168     }
1169
1170   for (i = 0; i < last_stage; i++)
1171     duplicate_insns_of_cycles (ps, 0, i, count_reg);
1172
1173   /* Put the prolog on the entry edge.  */
1174   e = loop_preheader_edge (loop);
1175   split_edge_and_insert (e, get_insns ());
1176   if (!flag_resched_modulo_sched)
1177     e->dest->flags |= BB_DISABLE_SCHEDULE;
1178
1179   end_sequence ();
1180
1181   /* Generate the epilog, inserting its insns on the loop-exit edge.  */
1182   start_sequence ();
1183
1184   for (i = 0; i < last_stage; i++)
1185     duplicate_insns_of_cycles (ps, i + 1, last_stage, count_reg);
1186
1187   /* Put the epilogue on the exit edge.  */
1188   gcc_assert (single_exit (loop));
1189   e = single_exit (loop);
1190   split_edge_and_insert (e, get_insns ());
1191   if (!flag_resched_modulo_sched)
1192     e->dest->flags |= BB_DISABLE_SCHEDULE;
1193
1194   end_sequence ();
1195 }
1196
1197 /* Mark LOOP as software pipelined so the later
1198    scheduling passes don't touch it.  */
1199 static void
1200 mark_loop_unsched (struct loop *loop)
1201 {
1202   unsigned i;
1203   basic_block *bbs = get_loop_body (loop);
1204
1205   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
1206     bbs[i]->flags |= BB_DISABLE_SCHEDULE;
1207
1208   free (bbs);
1209 }
1210
1211 /* Return true if all the BBs of the loop are empty except the
1212    loop header.  */
1213 static bool
1214 loop_single_full_bb_p (struct loop *loop)
1215 {
1216   unsigned i;
1217   basic_block *bbs = get_loop_body (loop);
1218
1219   for (i = 0; i < loop->num_nodes ; i++)
1220     {
1221       rtx head, tail;
1222       bool empty_bb = true;
1223
1224       if (bbs[i] == loop->header)
1225         continue;
1226
1227       /* Make sure that basic blocks other than the header
1228          have only notes labels or jumps.  */
1229       get_ebb_head_tail (bbs[i], bbs[i], &head, &tail);
1230       for (; head != NEXT_INSN (tail); head = NEXT_INSN (head))
1231         {
1232           if (NOTE_P (head) || LABEL_P (head)
1233               || (INSN_P (head) && (DEBUG_INSN_P (head) || JUMP_P (head))))
1234             continue;
1235           empty_bb = false;
1236           break;
1237         }
1238
1239       if (! empty_bb)
1240         {
1241           free (bbs);
1242           return false;
1243         }
1244     }
1245   free (bbs);
1246   return true;
1247 }
1248
1249 /* Dump file:line from INSN's location info to dump_file.  */
1250
1251 static void
1252 dump_insn_locator (rtx insn)
1253 {
1254   if (dump_file && INSN_LOCATOR (insn))
1255     {
1256       const char *file = insn_file (insn);
1257       if (file)
1258         fprintf (dump_file, " %s:%i", file, insn_line (insn));
1259     }
1260 }
1261
1262 /* A simple loop from SMS point of view; it is a loop that is composed of
1263    either a single basic block or two BBs - a header and a latch.  */
1264 #define SIMPLE_SMS_LOOP_P(loop) ((loop->num_nodes < 3 )                     \
1265                                   && (EDGE_COUNT (loop->latch->preds) == 1) \
1266                                   && (EDGE_COUNT (loop->latch->succs) == 1))
1267
1268 /* Return true if the loop is in its canonical form and false if not.
1269    i.e. SIMPLE_SMS_LOOP_P and have one preheader block, and single exit.  */
1270 static bool
1271 loop_canon_p (struct loop *loop)
1272 {
1273
1274   if (loop->inner || !loop_outer (loop))
1275   {
1276     if (dump_file)
1277       fprintf (dump_file, "SMS loop inner or !loop_outer\n");
1278     return false;
1279   }
1280
1281   if (!single_exit (loop))
1282     {
1283       if (dump_file)
1284         {
1285           rtx insn = BB_END (loop->header);
1286
1287           fprintf (dump_file, "SMS loop many exits");
1288           dump_insn_locator (insn);
1289           fprintf (dump_file, "\n");
1290         }
1291       return false;
1292     }
1293
1294   if (! SIMPLE_SMS_LOOP_P (loop) && ! loop_single_full_bb_p (loop))
1295     {
1296       if (dump_file)
1297         {
1298           rtx insn = BB_END (loop->header);
1299
1300           fprintf (dump_file, "SMS loop many BBs.");
1301           dump_insn_locator (insn);
1302           fprintf (dump_file, "\n");
1303         }
1304       return false;
1305     }
1306
1307     return true;
1308 }
1309
1310 /* If there are more than one entry for the loop,
1311    make it one by splitting the first entry edge and
1312    redirecting the others to the new BB.  */
1313 static void
1314 canon_loop (struct loop *loop)
1315 {
1316   edge e;
1317   edge_iterator i;
1318
1319   /* Avoid annoying special cases of edges going to exit
1320      block.  */
1321   FOR_EACH_EDGE (e, i, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
1322     if ((e->flags & EDGE_FALLTHRU) && (EDGE_COUNT (e->src->succs) > 1))
1323       split_edge (e);
1324
1325   if (loop->latch == loop->header
1326       || EDGE_COUNT (loop->latch->succs) > 1)
1327     {
1328       FOR_EACH_EDGE (e, i, loop->header->preds)
1329         if (e->src == loop->latch)
1330           break;
1331       split_edge (e);
1332     }
1333 }
1334
1335 /* Setup infos.  */
1336 static void
1337 setup_sched_infos (void)
1338 {
1339   memcpy (&sms_common_sched_info, &haifa_common_sched_info,
1340           sizeof (sms_common_sched_info));
1341   sms_common_sched_info.sched_pass_id = SCHED_SMS_PASS;
1342   common_sched_info = &sms_common_sched_info;
1343
1344   sched_deps_info = &sms_sched_deps_info;
1345   current_sched_info = &sms_sched_info;
1346 }
1347
1348 /* Probability in % that the sms-ed loop rolls enough so that optimized
1349    version may be entered.  Just a guess.  */
1350 #define PROB_SMS_ENOUGH_ITERATIONS 80
1351
1352 /* Used to calculate the upper bound of ii.  */
1353 #define MAXII_FACTOR 2
1354
1355 /* Main entry point, perform SMS scheduling on the loops of the function
1356    that consist of single basic blocks.  */
1357 static void
1358 sms_schedule (void)
1359 {
1360   rtx insn;
1361   ddg_ptr *g_arr, g;
1362   int * node_order;
1363   int maxii, max_asap;
1364   loop_iterator li;
1365   partial_schedule_ptr ps;
1366   basic_block bb = NULL;
1367   struct loop *loop;
1368   basic_block condition_bb = NULL;
1369   edge latch_edge;
1370   gcov_type trip_count = 0;
1371
1372   loop_optimizer_init (LOOPS_HAVE_PREHEADERS
1373                        | LOOPS_HAVE_RECORDED_EXITS);
1374   if (number_of_loops () <= 1)
1375     {
1376       loop_optimizer_finalize ();
1377       return;  /* There are no loops to schedule.  */
1378     }
1379
1380   /* Initialize issue_rate.  */
1381   if (targetm.sched.issue_rate)
1382     {
1383       int temp = reload_completed;
1384
1385       reload_completed = 1;
1386       issue_rate = targetm.sched.issue_rate ();
1387       reload_completed = temp;
1388     }
1389   else
1390     issue_rate = 1;
1391
1392   /* Initialize the scheduler.  */
1393   setup_sched_infos ();
1394   haifa_sched_init ();
1395
1396   /* Allocate memory to hold the DDG array one entry for each loop.
1397      We use loop->num as index into this array.  */
1398   g_arr = XCNEWVEC (ddg_ptr, number_of_loops ());
1399
1400   if (dump_file)
1401   {
1402     fprintf (dump_file, "\n\nSMS analysis phase\n");
1403     fprintf (dump_file, "===================\n\n");
1404   }
1405
1406   /* Build DDGs for all the relevant loops and hold them in G_ARR
1407      indexed by the loop index.  */
1408   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
1409     {
1410       rtx head, tail;
1411       rtx count_reg;
1412
1413       /* For debugging.  */
1414       if (dbg_cnt (sms_sched_loop) == false)
1415         {
1416           if (dump_file)
1417             fprintf (dump_file, "SMS reached max limit... \n");
1418
1419           break;
1420         }
1421
1422       if (dump_file)
1423         {
1424           rtx insn = BB_END (loop->header);
1425
1426           fprintf (dump_file, "SMS loop num: %d", loop->num);
1427           dump_insn_locator (insn);
1428           fprintf (dump_file, "\n");
1429         }
1430
1431       if (! loop_canon_p (loop))
1432         continue;
1433
1434       if (! loop_single_full_bb_p (loop))
1435       {
1436         if (dump_file)
1437           fprintf (dump_file, "SMS not loop_single_full_bb_p\n");
1438         continue;
1439       }
1440
1441       bb = loop->header;
1442
1443       get_ebb_head_tail (bb, bb, &head, &tail);
1444       latch_edge = loop_latch_edge (loop);
1445       gcc_assert (single_exit (loop));
1446       if (single_exit (loop)->count)
1447         trip_count = latch_edge->count / single_exit (loop)->count;
1448
1449       /* Perform SMS only on loops that their average count is above threshold.  */
1450
1451       if ( latch_edge->count
1452           && (latch_edge->count < single_exit (loop)->count * SMS_LOOP_AVERAGE_COUNT_THRESHOLD))
1453         {
1454           if (dump_file)
1455             {
1456               dump_insn_locator (tail);
1457               fprintf (dump_file, "\nSMS single-bb-loop\n");
1458               if (profile_info && flag_branch_probabilities)
1459                 {
1460                   fprintf (dump_file, "SMS loop-count ");
1461                   fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1462                            (HOST_WIDEST_INT) bb->count);
1463                   fprintf (dump_file, "\n");
1464                   fprintf (dump_file, "SMS trip-count ");
1465                   fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1466                            (HOST_WIDEST_INT) trip_count);
1467                   fprintf (dump_file, "\n");
1468                   fprintf (dump_file, "SMS profile-sum-max ");
1469                   fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1470                            (HOST_WIDEST_INT) profile_info->sum_max);
1471                   fprintf (dump_file, "\n");
1472                 }
1473             }
1474           continue;
1475         }
1476
1477       /* Make sure this is a doloop.  */
1478       if ( !(count_reg = doloop_register_get (head, tail)))
1479       {
1480         if (dump_file)
1481           fprintf (dump_file, "SMS doloop_register_get failed\n");
1482         continue;
1483       }
1484
1485       /* Don't handle BBs with calls or barriers
1486          or !single_set with the exception of instructions that include
1487          count_reg---these instructions are part of the control part
1488          that do-loop recognizes.
1489          ??? Should handle insns defining subregs.  */
1490      for (insn = head; insn != NEXT_INSN (tail); insn = NEXT_INSN (insn))
1491       {
1492          rtx set;
1493
1494         if (CALL_P (insn)
1495             || BARRIER_P (insn)
1496             || (NONDEBUG_INSN_P (insn) && !JUMP_P (insn)
1497                 && !single_set (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1498                 && !reg_mentioned_p (count_reg, insn))
1499             || (INSN_P (insn) && (set = single_set (insn))
1500                 && GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG))
1501         break;
1502       }
1503
1504       if (insn != NEXT_INSN (tail))
1505         {
1506           if (dump_file)
1507             {
1508               if (CALL_P (insn))
1509                 fprintf (dump_file, "SMS loop-with-call\n");
1510               else if (BARRIER_P (insn))
1511                 fprintf (dump_file, "SMS loop-with-barrier\n");
1512               else if ((NONDEBUG_INSN_P (insn) && !JUMP_P (insn)
1513                 && !single_set (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE))
1514                 fprintf (dump_file, "SMS loop-with-not-single-set\n");
1515               else
1516                fprintf (dump_file, "SMS loop with subreg in lhs\n");
1517               print_rtl_single (dump_file, insn);
1518             }
1519
1520           continue;
1521         }
1522
1523       /* Always schedule the closing branch with the rest of the
1524          instructions. The branch is rotated to be in row ii-1 at the
1525          end of the scheduling procedure to make sure it's the last
1526          instruction in the iteration.  */
1527       if (! (g = create_ddg (bb, 1)))
1528         {
1529           if (dump_file)
1530             fprintf (dump_file, "SMS create_ddg failed\n");
1531           continue;
1532         }
1533
1534       g_arr[loop->num] = g;
1535       if (dump_file)
1536         fprintf (dump_file, "...OK\n");
1537
1538     }
1539   if (dump_file)
1540   {
1541     fprintf (dump_file, "\nSMS transformation phase\n");
1542     fprintf (dump_file, "=========================\n\n");
1543   }
1544
1545   /* We don't want to perform SMS on new loops - created by versioning.  */
1546   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
1547     {
1548       rtx head, tail;
1549       rtx count_reg, count_init;
1550       int mii, rec_mii, stage_count, min_cycle;
1551       HOST_WIDEST_INT loop_count = 0;
1552       bool opt_sc_p;
1553
1554       if (! (g = g_arr[loop->num]))
1555         continue;
1556
1557       if (dump_file)
1558         {
1559           rtx insn = BB_END (loop->header);
1560
1561           fprintf (dump_file, "SMS loop num: %d", loop->num);
1562           dump_insn_locator (insn);
1563           fprintf (dump_file, "\n");
1564
1565           print_ddg (dump_file, g);
1566         }
1567
1568       get_ebb_head_tail (loop->header, loop->header, &head, &tail);
1569
1570       latch_edge = loop_latch_edge (loop);
1571       gcc_assert (single_exit (loop));
1572       if (single_exit (loop)->count)
1573         trip_count = latch_edge->count / single_exit (loop)->count;
1574
1575       if (dump_file)
1576         {
1577           dump_insn_locator (tail);
1578           fprintf (dump_file, "\nSMS single-bb-loop\n");
1579           if (profile_info && flag_branch_probabilities)
1580             {
1581               fprintf (dump_file, "SMS loop-count ");
1582               fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1583                        (HOST_WIDEST_INT) bb->count);
1584               fprintf (dump_file, "\n");
1585               fprintf (dump_file, "SMS profile-sum-max ");
1586               fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1587                        (HOST_WIDEST_INT) profile_info->sum_max);
1588               fprintf (dump_file, "\n");
1589             }
1590           fprintf (dump_file, "SMS doloop\n");
1591           fprintf (dump_file, "SMS built-ddg %d\n", g->num_nodes);
1592           fprintf (dump_file, "SMS num-loads %d\n", g->num_loads);
1593           fprintf (dump_file, "SMS num-stores %d\n", g->num_stores);
1594         }
1595
1596
1597       /* In case of th loop have doloop register it gets special
1598          handling.  */
1599       count_init = NULL_RTX;
1600       if ((count_reg = doloop_register_get (head, tail)))
1601         {
1602           basic_block pre_header;
1603
1604           pre_header = loop_preheader_edge (loop)->src;
1605           count_init = const_iteration_count (count_reg, pre_header,
1606                                               &loop_count);
1607         }
1608       gcc_assert (count_reg);
1609
1610       if (dump_file && count_init)
1611         {
1612           fprintf (dump_file, "SMS const-doloop ");
1613           fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1614                      loop_count);
1615           fprintf (dump_file, "\n");
1616         }
1617
1618       node_order = XNEWVEC (int, g->num_nodes);
1619
1620       mii = 1; /* Need to pass some estimate of mii.  */
1621       rec_mii = sms_order_nodes (g, mii, node_order, &max_asap);
1622       mii = MAX (res_MII (g), rec_mii);
1623       maxii = MAX (max_asap, MAXII_FACTOR * mii);
1624
1625       if (dump_file)
1626         fprintf (dump_file, "SMS iis %d %d %d (rec_mii, mii, maxii)\n",
1627                  rec_mii, mii, maxii);
1628
1629       for (;;)
1630         {
1631           set_node_sched_params (g);
1632
1633           stage_count = 0;
1634           opt_sc_p = false;
1635           ps = sms_schedule_by_order (g, mii, maxii, node_order);
1636
1637           if (ps)
1638             {
1639               /* Try to achieve optimized SC by normalizing the partial
1640                  schedule (having the cycles start from cycle zero).
1641                  The branch location must be placed in row ii-1 in the
1642                  final scheduling.      If failed, shift all instructions to
1643                  position the branch in row ii-1.  */
1644               opt_sc_p = optimize_sc (ps, g);
1645               if (opt_sc_p)
1646                 stage_count = calculate_stage_count (ps, 0);
1647               else
1648                 {
1649                   /* Bring the branch to cycle ii-1.  */
1650                   int amount = (SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid)
1651                                 - (ps->ii - 1));
1652
1653                   if (dump_file)
1654                     fprintf (dump_file, "SMS schedule branch at cycle ii-1\n");
1655
1656                   stage_count = calculate_stage_count (ps, amount);
1657                 }
1658
1659               gcc_assert (stage_count >= 1);
1660             }
1661
1662           /* The default value of PARAM_SMS_MIN_SC is 2 as stage count of
1663              1 means that there is no interleaving between iterations thus
1664              we let the scheduling passes do the job in this case.  */
1665           if (stage_count < PARAM_VALUE (PARAM_SMS_MIN_SC)
1666               || (count_init && (loop_count <= stage_count))
1667               || (flag_branch_probabilities && (trip_count <= stage_count)))
1668             {
1669               if (dump_file)
1670                 {
1671                   fprintf (dump_file, "SMS failed... \n");
1672                   fprintf (dump_file, "SMS sched-failed (stage-count=%d,"
1673                            " loop-count=", stage_count);
1674                   fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC, loop_count);
1675                   fprintf (dump_file, ", trip-count=");
1676                   fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC, trip_count);
1677                   fprintf (dump_file, ")\n");
1678                 }
1679               break;
1680             }
1681
1682           if (!opt_sc_p)
1683             {
1684               /* Rotate the partial schedule to have the branch in row ii-1.  */
1685               int amount = SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid) - (ps->ii - 1);
1686               
1687               reset_sched_times (ps, amount);
1688               rotate_partial_schedule (ps, amount);
1689             }
1690           
1691           set_columns_for_ps (ps);
1692
1693           min_cycle = PS_MIN_CYCLE (ps) - SMODULO (PS_MIN_CYCLE (ps), ps->ii);
1694           if (!schedule_reg_moves (ps))
1695             {
1696               mii = ps->ii + 1;
1697               free_partial_schedule (ps);
1698               continue;
1699             }
1700
1701           /* Moves that handle incoming values might have been added
1702              to a new first stage.  Bump the stage count if so.
1703
1704              ??? Perhaps we could consider rotating the schedule here
1705              instead?  */
1706           if (PS_MIN_CYCLE (ps) < min_cycle)
1707             {
1708               reset_sched_times (ps, 0);
1709               stage_count++;
1710             }
1711
1712           /* The stage count should now be correct without rotation.  */
1713           gcc_checking_assert (stage_count == calculate_stage_count (ps, 0));
1714           PS_STAGE_COUNT (ps) = stage_count;
1715
1716           canon_loop (loop);
1717
1718           if (dump_file)
1719             {
1720               dump_insn_locator (tail);
1721               fprintf (dump_file, " SMS succeeded %d %d (with ii, sc)\n",
1722                        ps->ii, stage_count);
1723               print_partial_schedule (ps, dump_file);
1724             }
1725  
1726           /* case the BCT count is not known , Do loop-versioning */
1727           if (count_reg && ! count_init)
1728             {
1729               rtx comp_rtx = gen_rtx_fmt_ee (GT, VOIDmode, count_reg,
1730                                              GEN_INT(stage_count));
1731               unsigned prob = (PROB_SMS_ENOUGH_ITERATIONS
1732                                * REG_BR_PROB_BASE) / 100;
1733
1734               loop_version (loop, comp_rtx, &condition_bb,
1735                             prob, prob, REG_BR_PROB_BASE - prob,
1736                             true);
1737              }
1738
1739           /* Set new iteration count of loop kernel.  */
1740           if (count_reg && count_init)
1741             SET_SRC (single_set (count_init)) = GEN_INT (loop_count
1742                                                      - stage_count + 1);
1743
1744           /* Now apply the scheduled kernel to the RTL of the loop.  */
1745           permute_partial_schedule (ps, g->closing_branch->first_note);
1746
1747           /* Mark this loop as software pipelined so the later
1748              scheduling passes don't touch it.  */
1749           if (! flag_resched_modulo_sched)
1750             mark_loop_unsched (loop);
1751           
1752           /* The life-info is not valid any more.  */
1753           df_set_bb_dirty (g->bb);
1754
1755           apply_reg_moves (ps);
1756           if (dump_file)
1757             print_node_sched_params (dump_file, g->num_nodes, ps);
1758           /* Generate prolog and epilog.  */
1759           generate_prolog_epilog (ps, loop, count_reg, count_init);
1760           break;
1761         }
1762
1763       free_partial_schedule (ps);
1764       VEC_free (node_sched_params, heap, node_sched_param_vec);
1765       free (node_order);
1766       free_ddg (g);
1767     }
1768
1769   free (g_arr);
1770
1771   /* Release scheduler data, needed until now because of DFA.  */
1772   haifa_sched_finish ();
1773   loop_optimizer_finalize ();
1774 }
1775
1776 /* The SMS scheduling algorithm itself
1777    -----------------------------------
1778    Input: 'O' an ordered list of insns of a loop.
1779    Output: A scheduling of the loop - kernel, prolog, and epilogue.
1780
1781    'Q' is the empty Set
1782    'PS' is the partial schedule; it holds the currently scheduled nodes with
1783         their cycle/slot.
1784    'PSP' previously scheduled predecessors.
1785    'PSS' previously scheduled successors.
1786    't(u)' the cycle where u is scheduled.
1787    'l(u)' is the latency of u.
1788    'd(v,u)' is the dependence distance from v to u.
1789    'ASAP(u)' the earliest time at which u could be scheduled as computed in
1790              the node ordering phase.
1791    'check_hardware_resources_conflicts(u, PS, c)'
1792                              run a trace around cycle/slot through DFA model
1793                              to check resource conflicts involving instruction u
1794                              at cycle c given the partial schedule PS.
1795    'add_to_partial_schedule_at_time(u, PS, c)'
1796                              Add the node/instruction u to the partial schedule
1797                              PS at time c.
1798    'calculate_register_pressure(PS)'
1799                              Given a schedule of instructions, calculate the register
1800                              pressure it implies.  One implementation could be the
1801                              maximum number of overlapping live ranges.
1802    'maxRP' The maximum allowed register pressure, it is usually derived from the number
1803            registers available in the hardware.
1804
1805    1. II = MII.
1806    2. PS = empty list
1807    3. for each node u in O in pre-computed order
1808    4.   if (PSP(u) != Q && PSS(u) == Q) then
1809    5.     Early_start(u) = max ( t(v) + l(v) - d(v,u)*II ) over all every v in PSP(u).
1810    6.     start = Early_start; end = Early_start + II - 1; step = 1
1811    11.  else if (PSP(u) == Q && PSS(u) != Q) then
1812    12.      Late_start(u) = min ( t(v) - l(v) + d(v,u)*II ) over all every v in PSS(u).
1813    13.     start = Late_start; end = Late_start - II + 1; step = -1
1814    14.  else if (PSP(u) != Q && PSS(u) != Q) then
1815    15.     Early_start(u) = max ( t(v) + l(v) - d(v,u)*II ) over all every v in PSP(u).
1816    16.     Late_start(u) = min ( t(v) - l(v) + d(v,u)*II ) over all every v in PSS(u).
1817    17.     start = Early_start;
1818    18.     end = min(Early_start + II - 1 , Late_start);
1819    19.     step = 1
1820    20.     else "if (PSP(u) == Q && PSS(u) == Q)"
1821    21.    start = ASAP(u); end = start + II - 1; step = 1
1822    22.  endif
1823
1824    23.  success = false
1825    24.  for (c = start ; c != end ; c += step)
1826    25.     if check_hardware_resources_conflicts(u, PS, c) then
1827    26.       add_to_partial_schedule_at_time(u, PS, c)
1828    27.       success = true
1829    28.       break
1830    29.     endif
1831    30.  endfor
1832    31.  if (success == false) then
1833    32.    II = II + 1
1834    33.    if (II > maxII) then
1835    34.       finish - failed to schedule
1836    35.   endif
1837    36.    goto 2.
1838    37.  endif
1839    38. endfor
1840    39. if (calculate_register_pressure(PS) > maxRP) then
1841    40.    goto 32.
1842    41. endif
1843    42. compute epilogue & prologue
1844    43. finish - succeeded to schedule
1845
1846    ??? The algorithm restricts the scheduling window to II cycles.
1847    In rare cases, it may be better to allow windows of II+1 cycles.
1848    The window would then start and end on the same row, but with
1849    different "must precede" and "must follow" requirements.  */
1850
1851 /* A limit on the number of cycles that resource conflicts can span.  ??? Should
1852    be provided by DFA, and be dependent on the type of insn scheduled.  Currently
1853    set to 0 to save compile time.  */
1854 #define DFA_HISTORY SMS_DFA_HISTORY
1855
1856 /* A threshold for the number of repeated unsuccessful attempts to insert
1857    an empty row, before we flush the partial schedule and start over.  */
1858 #define MAX_SPLIT_NUM 10
1859 /* Given the partial schedule PS, this function calculates and returns the
1860    cycles in which we can schedule the node with the given index I.
1861    NOTE: Here we do the backtracking in SMS, in some special cases. We have
1862    noticed that there are several cases in which we fail    to SMS the loop
1863    because the sched window of a node is empty    due to tight data-deps. In
1864    such cases we want to unschedule    some of the predecessors/successors
1865    until we get non-empty    scheduling window.  It returns -1 if the
1866    scheduling window is empty and zero otherwise.  */
1867
1868 static int
1869 get_sched_window (partial_schedule_ptr ps, ddg_node_ptr u_node,
1870                   sbitmap sched_nodes, int ii, int *start_p, int *step_p,
1871                   int *end_p)
1872 {
1873   int start, step, end;
1874   int early_start, late_start;
1875   ddg_edge_ptr e;
1876   sbitmap psp = sbitmap_alloc (ps->g->num_nodes);
1877   sbitmap pss = sbitmap_alloc (ps->g->num_nodes);
1878   sbitmap u_node_preds = NODE_PREDECESSORS (u_node);
1879   sbitmap u_node_succs = NODE_SUCCESSORS (u_node);
1880   int psp_not_empty;
1881   int pss_not_empty;
1882   int count_preds;
1883   int count_succs;
1884
1885   /* 1. compute sched window for u (start, end, step).  */
1886   sbitmap_zero (psp);
1887   sbitmap_zero (pss);
1888   psp_not_empty = sbitmap_a_and_b_cg (psp, u_node_preds, sched_nodes);
1889   pss_not_empty = sbitmap_a_and_b_cg (pss, u_node_succs, sched_nodes);
1890
1891   /* We first compute a forward range (start <= end), then decide whether
1892      to reverse it.  */
1893   early_start = INT_MIN;
1894   late_start = INT_MAX;
1895   start = INT_MIN;
1896   end = INT_MAX;
1897   step = 1;
1898
1899   count_preds = 0;
1900   count_succs = 0;
1901
1902   if (dump_file && (psp_not_empty || pss_not_empty))
1903     {
1904       fprintf (dump_file, "\nAnalyzing dependencies for node %d (INSN %d)"
1905                "; ii = %d\n\n", u_node->cuid, INSN_UID (u_node->insn), ii);
1906       fprintf (dump_file, "%11s %11s %11s %11s %5s\n",
1907                "start", "early start", "late start", "end", "time");
1908       fprintf (dump_file, "=========== =========== =========== ==========="
1909                " =====\n");
1910     }
1911   /* Calculate early_start and limit end.  Both bounds are inclusive.  */
1912   if (psp_not_empty)
1913     for (e = u_node->in; e != 0; e = e->next_in)
1914       {
1915         int v = e->src->cuid;
1916
1917         if (TEST_BIT (sched_nodes, v))
1918           {
1919             int p_st = SCHED_TIME (v);
1920             int earliest = p_st + e->latency - (e->distance * ii);
1921             int latest = (e->data_type == MEM_DEP ? p_st + ii - 1 : INT_MAX);
1922
1923             if (dump_file)
1924               {
1925                 fprintf (dump_file, "%11s %11d %11s %11d %5d",
1926                          "", earliest, "", latest, p_st);
1927                 print_ddg_edge (dump_file, e);
1928                 fprintf (dump_file, "\n");
1929               }
1930
1931             early_start = MAX (early_start, earliest);
1932             end = MIN (end, latest);
1933
1934             if (e->type == TRUE_DEP && e->data_type == REG_DEP)
1935               count_preds++;
1936           }
1937       }
1938
1939   /* Calculate late_start and limit start.  Both bounds are inclusive.  */
1940   if (pss_not_empty)
1941     for (e = u_node->out; e != 0; e = e->next_out)
1942       {
1943         int v = e->dest->cuid;
1944
1945         if (TEST_BIT (sched_nodes, v))
1946           {
1947             int s_st = SCHED_TIME (v);
1948             int earliest = (e->data_type == MEM_DEP ? s_st - ii + 1 : INT_MIN);
1949             int latest = s_st - e->latency + (e->distance * ii);
1950
1951             if (dump_file)
1952               {
1953                 fprintf (dump_file, "%11d %11s %11d %11s %5d",
1954                          earliest, "", latest, "", s_st);
1955                 print_ddg_edge (dump_file, e);
1956                 fprintf (dump_file, "\n");
1957               }
1958
1959             start = MAX (start, earliest);
1960             late_start = MIN (late_start, latest);
1961
1962             if (e->type == TRUE_DEP && e->data_type == REG_DEP)
1963               count_succs++;
1964           }
1965       }
1966
1967   if (dump_file && (psp_not_empty || pss_not_empty))
1968     {
1969       fprintf (dump_file, "----------- ----------- ----------- -----------"
1970                " -----\n");
1971       fprintf (dump_file, "%11d %11d %11d %11d %5s %s\n",
1972                start, early_start, late_start, end, "",
1973                "(max, max, min, min)");
1974     }
1975
1976   /* Get a target scheduling window no bigger than ii.  */
1977   if (early_start == INT_MIN && late_start == INT_MAX)
1978     early_start = NODE_ASAP (u_node);
1979   else if (early_start == INT_MIN)
1980     early_start = late_start - (ii - 1);
1981   late_start = MIN (late_start, early_start + (ii - 1));
1982
1983   /* Apply memory dependence limits.  */
1984   start = MAX (start, early_start);
1985   end = MIN (end, late_start);
1986
1987   if (dump_file && (psp_not_empty || pss_not_empty))
1988     fprintf (dump_file, "%11s %11d %11d %11s %5s final window\n",
1989              "", start, end, "", "");
1990
1991   /* If there are at least as many successors as predecessors, schedule the
1992      node close to its successors.  */
1993   if (pss_not_empty && count_succs >= count_preds)
1994     {
1995       int tmp = end;
1996       end = start;
1997       start = tmp;
1998       step = -1;
1999     }
2000
2001   /* Now that we've finalized the window, make END an exclusive rather
2002      than an inclusive bound.  */
2003   end += step;
2004
2005   *start_p = start;
2006   *step_p = step;
2007   *end_p = end;
2008   sbitmap_free (psp);
2009   sbitmap_free (pss);
2010
2011   if ((start >= end && step == 1) || (start <= end && step == -1))
2012     {
2013       if (dump_file)
2014         fprintf (dump_file, "\nEmpty window: start=%d, end=%d, step=%d\n",
2015                  start, end, step);
2016       return -1;
2017     }
2018
2019   return 0;
2020 }
2021
2022 /* Calculate MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW bitmaps of U_NODE; which is the
2023    node currently been scheduled.  At the end of the calculation
2024    MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW contains all predecessors/successors of
2025    U_NODE which are (1) already scheduled in the first/last row of
2026    U_NODE's scheduling window, (2) whose dependence inequality with U
2027    becomes an equality when U is scheduled in this same row, and (3)
2028    whose dependence latency is zero.
2029
2030    The first and last rows are calculated using the following parameters:
2031    START/END rows - The cycles that begins/ends the traversal on the window;
2032    searching for an empty cycle to schedule U_NODE.
2033    STEP - The direction in which we traverse the window.
2034    II - The initiation interval.  */
2035
2036 static void
2037 calculate_must_precede_follow (ddg_node_ptr u_node, int start, int end,
2038                                int step, int ii, sbitmap sched_nodes,
2039                                sbitmap must_precede, sbitmap must_follow)
2040 {
2041   ddg_edge_ptr e;
2042   int first_cycle_in_window, last_cycle_in_window;
2043
2044   gcc_assert (must_precede && must_follow);
2045
2046   /* Consider the following scheduling window:
2047      {first_cycle_in_window, first_cycle_in_window+1, ...,
2048      last_cycle_in_window}.  If step is 1 then the following will be
2049      the order we traverse the window: {start=first_cycle_in_window,
2050      first_cycle_in_window+1, ..., end=last_cycle_in_window+1},
2051      or {start=last_cycle_in_window, last_cycle_in_window-1, ...,
2052      end=first_cycle_in_window-1} if step is -1.  */
2053   first_cycle_in_window = (step == 1) ? start : end - step;
2054   last_cycle_in_window = (step == 1) ? end - step : start;
2055
2056   sbitmap_zero (must_precede);
2057   sbitmap_zero (must_follow);
2058
2059   if (dump_file)
2060     fprintf (dump_file, "\nmust_precede: ");
2061
2062   /* Instead of checking if:
2063       (SMODULO (SCHED_TIME (e->src), ii) == first_row_in_window)
2064       && ((SCHED_TIME (e->src) + e->latency - (e->distance * ii)) ==
2065              first_cycle_in_window)
2066       && e->latency == 0
2067      we use the fact that latency is non-negative:
2068       SCHED_TIME (e->src) - (e->distance * ii) <=
2069       SCHED_TIME (e->src) + e->latency - (e->distance * ii)) <=
2070       first_cycle_in_window
2071      and check only if
2072       SCHED_TIME (e->src) - (e->distance * ii) == first_cycle_in_window  */
2073   for (e = u_node->in; e != 0; e = e->next_in)
2074     if (TEST_BIT (sched_nodes, e->src->cuid)
2075         && ((SCHED_TIME (e->src->cuid) - (e->distance * ii)) ==
2076              first_cycle_in_window))
2077       {
2078         if (dump_file)
2079           fprintf (dump_file, "%d ", e->src->cuid);
2080
2081         SET_BIT (must_precede, e->src->cuid);
2082       }
2083
2084   if (dump_file)
2085     fprintf (dump_file, "\nmust_follow: ");
2086
2087   /* Instead of checking if:
2088       (SMODULO (SCHED_TIME (e->dest), ii) == last_row_in_window)
2089       && ((SCHED_TIME (e->dest) - e->latency + (e->distance * ii)) ==
2090              last_cycle_in_window)
2091       && e->latency == 0
2092      we use the fact that latency is non-negative:
2093       SCHED_TIME (e->dest) + (e->distance * ii) >=
2094       SCHED_TIME (e->dest) - e->latency + (e->distance * ii)) >=
2095       last_cycle_in_window
2096      and check only if
2097       SCHED_TIME (e->dest) + (e->distance * ii) == last_cycle_in_window  */
2098   for (e = u_node->out; e != 0; e = e->next_out)
2099     if (TEST_BIT (sched_nodes, e->dest->cuid)
2100         && ((SCHED_TIME (e->dest->cuid) + (e->distance * ii)) ==
2101              last_cycle_in_window))
2102       {
2103         if (dump_file)
2104           fprintf (dump_file, "%d ", e->dest->cuid);
2105
2106         SET_BIT (must_follow, e->dest->cuid);
2107       }
2108
2109   if (dump_file)
2110     fprintf (dump_file, "\n");
2111 }
2112
2113 /* Return 1 if U_NODE can be scheduled in CYCLE.  Use the following
2114    parameters to decide if that's possible:
2115    PS - The partial schedule.
2116    U - The serial number of U_NODE.
2117    NUM_SPLITS - The number of row splits made so far.
2118    MUST_PRECEDE - The nodes that must precede U_NODE. (only valid at
2119    the first row of the scheduling window)
2120    MUST_FOLLOW - The nodes that must follow U_NODE. (only valid at the
2121    last row of the scheduling window)  */
2122
2123 static bool
2124 try_scheduling_node_in_cycle (partial_schedule_ptr ps,
2125                               int u, int cycle, sbitmap sched_nodes,
2126                               int *num_splits, sbitmap must_precede,
2127                               sbitmap must_follow)
2128 {
2129   ps_insn_ptr psi;
2130   bool success = 0;
2131
2132   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2133   psi = ps_add_node_check_conflicts (ps, u, cycle, must_precede, must_follow);
2134   if (psi)
2135     {
2136       SCHED_TIME (u) = cycle;
2137       SET_BIT (sched_nodes, u);
2138       success = 1;
2139       *num_splits = 0;
2140       if (dump_file)
2141         fprintf (dump_file, "Scheduled w/o split in %d\n", cycle);
2142
2143     }
2144
2145   return success;
2146 }
2147
2148 /* This function implements the scheduling algorithm for SMS according to the
2149    above algorithm.  */
2150 static partial_schedule_ptr
2151 sms_schedule_by_order (ddg_ptr g, int mii, int maxii, int *nodes_order)
2152 {
2153   int ii = mii;
2154   int i, c, success, num_splits = 0;
2155   int flush_and_start_over = true;
2156   int num_nodes = g->num_nodes;
2157   int start, end, step; /* Place together into one struct?  */
2158   sbitmap sched_nodes = sbitmap_alloc (num_nodes);
2159   sbitmap must_precede = sbitmap_alloc (num_nodes);
2160   sbitmap must_follow = sbitmap_alloc (num_nodes);
2161   sbitmap tobe_scheduled = sbitmap_alloc (num_nodes);
2162
2163   partial_schedule_ptr ps = create_partial_schedule (ii, g, DFA_HISTORY);
2164
2165   sbitmap_ones (tobe_scheduled);
2166   sbitmap_zero (sched_nodes);
2167
2168   while (flush_and_start_over && (ii < maxii))
2169     {
2170
2171       if (dump_file)
2172         fprintf (dump_file, "Starting with ii=%d\n", ii);
2173       flush_and_start_over = false;
2174       sbitmap_zero (sched_nodes);
2175
2176       for (i = 0; i < num_nodes; i++)
2177         {
2178           int u = nodes_order[i];
2179           ddg_node_ptr u_node = &ps->g->nodes[u];
2180           rtx insn = u_node->insn;
2181
2182           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
2183             {
2184               RESET_BIT (tobe_scheduled, u);
2185               continue;
2186             }
2187
2188           if (TEST_BIT (sched_nodes, u))
2189             continue;
2190
2191           /* Try to get non-empty scheduling window.  */
2192          success = 0;
2193          if (get_sched_window (ps, u_node, sched_nodes, ii, &start,
2194                                 &step, &end) == 0)
2195             {
2196               if (dump_file)
2197                 fprintf (dump_file, "\nTrying to schedule node %d "
2198                          "INSN = %d  in (%d .. %d) step %d\n", u, (INSN_UID
2199                         (g->nodes[u].insn)), start, end, step);
2200
2201               gcc_assert ((step > 0 && start < end)
2202                           || (step < 0 && start > end));
2203
2204               calculate_must_precede_follow (u_node, start, end, step, ii,
2205                                              sched_nodes, must_precede,
2206                                              must_follow);
2207
2208               for (c = start; c != end; c += step)
2209                 {
2210                   sbitmap tmp_precede, tmp_follow;
2211
2212                   set_must_precede_follow (&tmp_follow, must_follow, 
2213                                            &tmp_precede, must_precede, 
2214                                            c, start, end, step);
2215                   success =
2216                     try_scheduling_node_in_cycle (ps, u, c,
2217                                                   sched_nodes,
2218                                                   &num_splits, tmp_precede,
2219                                                   tmp_follow);
2220                   if (success)
2221                     break;
2222                 }
2223
2224               verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2225             }
2226             if (!success)
2227             {
2228               int split_row;
2229
2230               if (ii++ == maxii)
2231                 break;
2232
2233               if (num_splits >= MAX_SPLIT_NUM)
2234                 {
2235                   num_splits = 0;
2236                   flush_and_start_over = true;
2237                   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2238                   reset_partial_schedule (ps, ii);
2239                   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2240                   break;
2241                 }
2242
2243               num_splits++;
2244               /* The scheduling window is exclusive of 'end'
2245                  whereas compute_split_window() expects an inclusive,
2246                  ordered range.  */
2247               if (step == 1)
2248                 split_row = compute_split_row (sched_nodes, start, end - 1,
2249                                                ps->ii, u_node);
2250               else
2251                 split_row = compute_split_row (sched_nodes, end + 1, start,
2252                                                ps->ii, u_node);
2253
2254               ps_insert_empty_row (ps, split_row, sched_nodes);
2255               i--;              /* Go back and retry node i.  */
2256
2257               if (dump_file)
2258                 fprintf (dump_file, "num_splits=%d\n", num_splits);
2259             }
2260
2261           /* ??? If (success), check register pressure estimates.  */
2262         }                       /* Continue with next node.  */
2263     }                           /* While flush_and_start_over.  */
2264   if (ii >= maxii)
2265     {
2266       free_partial_schedule (ps);
2267       ps = NULL;
2268     }
2269   else
2270     gcc_assert (sbitmap_equal (tobe_scheduled, sched_nodes));
2271
2272   sbitmap_free (sched_nodes);
2273   sbitmap_free (must_precede);
2274   sbitmap_free (must_follow);
2275   sbitmap_free (tobe_scheduled);
2276
2277   return ps;
2278 }
2279
2280 /* This function inserts a new empty row into PS at the position
2281    according to SPLITROW, keeping all already scheduled instructions
2282    intact and updating their SCHED_TIME and cycle accordingly.  */
2283 static void
2284 ps_insert_empty_row (partial_schedule_ptr ps, int split_row,
2285                      sbitmap sched_nodes)
2286 {
2287   ps_insn_ptr crr_insn;
2288   ps_insn_ptr *rows_new;
2289   int ii = ps->ii;
2290   int new_ii = ii + 1;
2291   int row;
2292   int *rows_length_new;
2293
2294   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2295
2296   /* We normalize sched_time and rotate ps to have only non-negative sched
2297      times, for simplicity of updating cycles after inserting new row.  */
2298   split_row -= ps->min_cycle;
2299   split_row = SMODULO (split_row, ii);
2300   if (dump_file)
2301     fprintf (dump_file, "split_row=%d\n", split_row);
2302
2303   reset_sched_times (ps, PS_MIN_CYCLE (ps));
2304   rotate_partial_schedule (ps, PS_MIN_CYCLE (ps));
2305
2306   rows_new = (ps_insn_ptr *) xcalloc (new_ii, sizeof (ps_insn_ptr));
2307   rows_length_new = (int *) xcalloc (new_ii, sizeof (int));
2308   for (row = 0; row < split_row; row++)
2309     {
2310       rows_new[row] = ps->rows[row];
2311       rows_length_new[row] = ps->rows_length[row];
2312       ps->rows[row] = NULL;
2313       for (crr_insn = rows_new[row];
2314            crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
2315         {
2316           int u = crr_insn->id;
2317           int new_time = SCHED_TIME (u) + (SCHED_TIME (u) / ii);
2318
2319           SCHED_TIME (u) = new_time;
2320           crr_insn->cycle = new_time;
2321           SCHED_ROW (u) = new_time % new_ii;
2322           SCHED_STAGE (u) = new_time / new_ii;
2323         }
2324
2325     }
2326
2327   rows_new[split_row] = NULL;
2328
2329   for (row = split_row; row < ii; row++)
2330     {
2331       rows_new[row + 1] = ps->rows[row];
2332       rows_length_new[row + 1] = ps->rows_length[row];
2333       ps->rows[row] = NULL;
2334       for (crr_insn = rows_new[row + 1];
2335            crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
2336         {
2337           int u = crr_insn->id;
2338           int new_time = SCHED_TIME (u) + (SCHED_TIME (u) / ii) + 1;
2339
2340           SCHED_TIME (u) = new_time;
2341           crr_insn->cycle = new_time;
2342           SCHED_ROW (u) = new_time % new_ii;
2343           SCHED_STAGE (u) = new_time / new_ii;
2344         }
2345     }
2346
2347   /* Updating ps.  */
2348   ps->min_cycle = ps->min_cycle + ps->min_cycle / ii
2349     + (SMODULO (ps->min_cycle, ii) >= split_row ? 1 : 0);
2350   ps->max_cycle = ps->max_cycle + ps->max_cycle / ii
2351     + (SMODULO (ps->max_cycle, ii) >= split_row ? 1 : 0);
2352   free (ps->rows);
2353   ps->rows = rows_new;
2354   free (ps->rows_length);
2355   ps->rows_length = rows_length_new;
2356   ps->ii = new_ii;
2357   gcc_assert (ps->min_cycle >= 0);
2358
2359   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2360
2361   if (dump_file)
2362     fprintf (dump_file, "min_cycle=%d, max_cycle=%d\n", ps->min_cycle,
2363              ps->max_cycle);
2364 }
2365
2366 /* Given U_NODE which is the node that failed to be scheduled; LOW and
2367    UP which are the boundaries of it's scheduling window; compute using
2368    SCHED_NODES and II a row in the partial schedule that can be split
2369    which will separate a critical predecessor from a critical successor
2370    thereby expanding the window, and return it.  */
2371 static int
2372 compute_split_row (sbitmap sched_nodes, int low, int up, int ii,
2373                    ddg_node_ptr u_node)
2374 {
2375   ddg_edge_ptr e;
2376   int lower = INT_MIN, upper = INT_MAX;
2377   int crit_pred = -1;
2378   int crit_succ = -1;
2379   int crit_cycle;
2380
2381   for (e = u_node->in; e != 0; e = e->next_in)
2382     {
2383       int v = e->src->cuid;
2384
2385       if (TEST_BIT (sched_nodes, v)
2386           && (low == SCHED_TIME (v) + e->latency - (e->distance * ii)))
2387         if (SCHED_TIME (v) > lower)
2388           {
2389             crit_pred = v;
2390             lower = SCHED_TIME (v);
2391           }
2392     }
2393
2394   if (crit_pred >= 0)
2395     {
2396       crit_cycle = SCHED_TIME (crit_pred) + 1;
2397       return SMODULO (crit_cycle, ii);
2398     }
2399
2400   for (e = u_node->out; e != 0; e = e->next_out)
2401     {
2402       int v = e->dest->cuid;
2403
2404       if (TEST_BIT (sched_nodes, v)
2405           && (up == SCHED_TIME (v) - e->latency + (e->distance * ii)))
2406         if (SCHED_TIME (v) < upper)
2407           {
2408             crit_succ = v;
2409             upper = SCHED_TIME (v);
2410           }
2411     }
2412
2413   if (crit_succ >= 0)
2414     {
2415       crit_cycle = SCHED_TIME (crit_succ);
2416       return SMODULO (crit_cycle, ii);
2417     }
2418
2419   if (dump_file)
2420     fprintf (dump_file, "Both crit_pred and crit_succ are NULL\n");
2421
2422   return SMODULO ((low + up + 1) / 2, ii);
2423 }
2424
2425 static void
2426 verify_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, sbitmap sched_nodes)
2427 {
2428   int row;
2429   ps_insn_ptr crr_insn;
2430
2431   for (row = 0; row < ps->ii; row++)
2432     {
2433       int length = 0;
2434       
2435       for (crr_insn = ps->rows[row]; crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
2436         {
2437           int u = crr_insn->id;
2438           
2439           length++;
2440           gcc_assert (TEST_BIT (sched_nodes, u));
2441           /* ??? Test also that all nodes of sched_nodes are in ps, perhaps by
2442              popcount (sched_nodes) == number of insns in ps.  */
2443           gcc_assert (SCHED_TIME (u) >= ps->min_cycle);
2444           gcc_assert (SCHED_TIME (u) <= ps->max_cycle);
2445         }
2446       
2447       gcc_assert (ps->rows_length[row] == length);
2448     }
2449 }
2450
2451 \f
2452 /* This page implements the algorithm for ordering the nodes of a DDG
2453    for modulo scheduling, activated through the
2454    "int sms_order_nodes (ddg_ptr, int mii, int * result)" API.  */
2455
2456 #define ORDER_PARAMS(x) ((struct node_order_params *) (x)->aux.info)
2457 #define ASAP(x) (ORDER_PARAMS ((x))->asap)
2458 #define ALAP(x) (ORDER_PARAMS ((x))->alap)
2459 #define HEIGHT(x) (ORDER_PARAMS ((x))->height)
2460 #define MOB(x) (ALAP ((x)) - ASAP ((x)))
2461 #define DEPTH(x) (ASAP ((x)))
2462
2463 typedef struct node_order_params * nopa;
2464
2465 static void order_nodes_of_sccs (ddg_all_sccs_ptr, int * result);
2466 static int order_nodes_in_scc (ddg_ptr, sbitmap, sbitmap, int*, int);
2467 static nopa  calculate_order_params (ddg_ptr, int, int *);
2468 static int find_max_asap (ddg_ptr, sbitmap);
2469 static int find_max_hv_min_mob (ddg_ptr, sbitmap);
2470 static int find_max_dv_min_mob (ddg_ptr, sbitmap);
2471
2472 enum sms_direction {BOTTOMUP, TOPDOWN};
2473
2474 struct node_order_params
2475 {
2476   int asap;
2477   int alap;
2478   int height;
2479 };
2480
2481 /* Check if NODE_ORDER contains a permutation of 0 .. NUM_NODES-1.  */
2482 static void
2483 check_nodes_order (int *node_order, int num_nodes)
2484 {
2485   int i;
2486   sbitmap tmp = sbitmap_alloc (num_nodes);
2487
2488   sbitmap_zero (tmp);
2489
2490   if (dump_file)
2491     fprintf (dump_file, "SMS final nodes order: \n");
2492
2493   for (i = 0; i < num_nodes; i++)
2494     {
2495       int u = node_order[i];
2496
2497       if (dump_file)
2498         fprintf (dump_file, "%d ", u);
2499       gcc_assert (u < num_nodes && u >= 0 && !TEST_BIT (tmp, u));
2500
2501       SET_BIT (tmp, u);
2502     }
2503
2504   if (dump_file)
2505     fprintf (dump_file, "\n");
2506
2507   sbitmap_free (tmp);
2508 }
2509
2510 /* Order the nodes of G for scheduling and pass the result in
2511    NODE_ORDER.  Also set aux.count of each node to ASAP.
2512    Put maximal ASAP to PMAX_ASAP.  Return the recMII for the given DDG.  */
2513 static int
2514 sms_order_nodes (ddg_ptr g, int mii, int * node_order, int *pmax_asap)
2515 {
2516   int i;
2517   int rec_mii = 0;
2518   ddg_all_sccs_ptr sccs = create_ddg_all_sccs (g);
2519
2520   nopa nops = calculate_order_params (g, mii, pmax_asap);
2521
2522   if (dump_file)
2523     print_sccs (dump_file, sccs, g);
2524
2525   order_nodes_of_sccs (sccs, node_order);
2526
2527   if (sccs->num_sccs > 0)
2528     /* First SCC has the largest recurrence_length.  */
2529     rec_mii = sccs->sccs[0]->recurrence_length;
2530
2531   /* Save ASAP before destroying node_order_params.  */
2532   for (i = 0; i < g->num_nodes; i++)
2533     {
2534       ddg_node_ptr v = &g->nodes[i];
2535       v->aux.count = ASAP (v);
2536     }
2537
2538   free (nops);
2539   free_ddg_all_sccs (sccs);
2540   check_nodes_order (node_order, g->num_nodes);
2541
2542   return rec_mii;
2543 }
2544
2545 static void
2546 order_nodes_of_sccs (ddg_all_sccs_ptr all_sccs, int * node_order)
2547 {
2548   int i, pos = 0;
2549   ddg_ptr g = all_sccs->ddg;
2550   int num_nodes = g->num_nodes;
2551   sbitmap prev_sccs = sbitmap_alloc (num_nodes);
2552   sbitmap on_path = sbitmap_alloc (num_nodes);
2553   sbitmap tmp = sbitmap_alloc (num_nodes);
2554   sbitmap ones = sbitmap_alloc (num_nodes);
2555
2556   sbitmap_zero (prev_sccs);
2557   sbitmap_ones (ones);
2558
2559   /* Perform the node ordering starting from the SCC with the highest recMII.
2560      For each SCC order the nodes according to their ASAP/ALAP/HEIGHT etc.  */
2561   for (i = 0; i < all_sccs->num_sccs; i++)
2562     {
2563       ddg_scc_ptr scc = all_sccs->sccs[i];
2564
2565       /* Add nodes on paths from previous SCCs to the current SCC.  */
2566       find_nodes_on_paths (on_path, g, prev_sccs, scc->nodes);
2567       sbitmap_a_or_b (tmp, scc->nodes, on_path);
2568
2569       /* Add nodes on paths from the current SCC to previous SCCs.  */
2570       find_nodes_on_paths (on_path, g, scc->nodes, prev_sccs);
2571       sbitmap_a_or_b (tmp, tmp, on_path);
2572
2573       /* Remove nodes of previous SCCs from current extended SCC.  */
2574       sbitmap_difference (tmp, tmp, prev_sccs);
2575
2576       pos = order_nodes_in_scc (g, prev_sccs, tmp, node_order, pos);
2577       /* Above call to order_nodes_in_scc updated prev_sccs |= tmp.  */
2578     }
2579
2580   /* Handle the remaining nodes that do not belong to any scc.  Each call
2581      to order_nodes_in_scc handles a single connected component.  */
2582   while (pos < g->num_nodes)
2583     {
2584       sbitmap_difference (tmp, ones, prev_sccs);
2585       pos = order_nodes_in_scc (g, prev_sccs, tmp, node_order, pos);
2586     }
2587   sbitmap_free (prev_sccs);
2588   sbitmap_free (on_path);
2589   sbitmap_free (tmp);
2590   sbitmap_free (ones);
2591 }
2592
2593 /* MII is needed if we consider backarcs (that do not close recursive cycles).  */
2594 static struct node_order_params *
2595 calculate_order_params (ddg_ptr g, int mii ATTRIBUTE_UNUSED, int *pmax_asap)
2596 {
2597   int u;
2598   int max_asap;
2599   int num_nodes = g->num_nodes;
2600   ddg_edge_ptr e;
2601   /* Allocate a place to hold ordering params for each node in the DDG.  */
2602   nopa node_order_params_arr;
2603
2604   /* Initialize of ASAP/ALAP/HEIGHT to zero.  */
2605   node_order_params_arr = (nopa) xcalloc (num_nodes,
2606                                           sizeof (struct node_order_params));
2607
2608   /* Set the aux pointer of each node to point to its order_params structure.  */
2609   for (u = 0; u < num_nodes; u++)
2610     g->nodes[u].aux.info = &node_order_params_arr[u];
2611
2612   /* Disregarding a backarc from each recursive cycle to obtain a DAG,
2613      calculate ASAP, ALAP, mobility, distance, and height for each node
2614      in the dependence (direct acyclic) graph.  */
2615
2616   /* We assume that the nodes in the array are in topological order.  */
2617
2618   max_asap = 0;
2619   for (u = 0; u < num_nodes; u++)
2620     {
2621       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2622
2623       ASAP (u_node) = 0;
2624       for (e = u_node->in; e; e = e->next_in)
2625         if (e->distance == 0)
2626           ASAP (u_node) = MAX (ASAP (u_node),
2627                                ASAP (e->src) + e->latency);
2628       max_asap = MAX (max_asap, ASAP (u_node));
2629     }
2630
2631   for (u = num_nodes - 1; u > -1; u--)
2632     {
2633       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2634
2635       ALAP (u_node) = max_asap;
2636       HEIGHT (u_node) = 0;
2637       for (e = u_node->out; e; e = e->next_out)
2638         if (e->distance == 0)
2639           {
2640             ALAP (u_node) = MIN (ALAP (u_node),
2641                                  ALAP (e->dest) - e->latency);
2642             HEIGHT (u_node) = MAX (HEIGHT (u_node),
2643                                    HEIGHT (e->dest) + e->latency);
2644           }
2645     }
2646   if (dump_file)
2647   {
2648     fprintf (dump_file, "\nOrder params\n");
2649     for (u = 0; u < num_nodes; u++)
2650       {
2651         ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2652
2653         fprintf (dump_file, "node %d, ASAP: %d, ALAP: %d, HEIGHT: %d\n", u,
2654                  ASAP (u_node), ALAP (u_node), HEIGHT (u_node));
2655       }
2656   }
2657
2658   *pmax_asap = max_asap;
2659   return node_order_params_arr;
2660 }
2661
2662 static int
2663 find_max_asap (ddg_ptr g, sbitmap nodes)
2664 {
2665   unsigned int u = 0;
2666   int max_asap = -1;
2667   int result = -1;
2668   sbitmap_iterator sbi;
2669
2670   EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (nodes, 0, u, sbi)
2671     {
2672       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2673
2674       if (max_asap < ASAP (u_node))
2675         {
2676           max_asap = ASAP (u_node);
2677           result = u;
2678         }
2679     }
2680   return result;
2681 }
2682
2683 static int
2684 find_max_hv_min_mob (ddg_ptr g, sbitmap nodes)
2685 {
2686   unsigned int u = 0;
2687   int max_hv = -1;
2688   int min_mob = INT_MAX;
2689   int result = -1;
2690   sbitmap_iterator sbi;
2691
2692   EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (nodes, 0, u, sbi)
2693     {
2694       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2695
2696       if (max_hv < HEIGHT (u_node))
2697         {
2698           max_hv = HEIGHT (u_node);
2699           min_mob = MOB (u_node);
2700           result = u;
2701         }
2702       else if ((max_hv == HEIGHT (u_node))
2703                && (min_mob > MOB (u_node)))
2704         {
2705           min_mob = MOB (u_node);
2706           result = u;
2707         }
2708     }
2709   return result;
2710 }
2711
2712 static int
2713 find_max_dv_min_mob (ddg_ptr g, sbitmap nodes)
2714 {
2715   unsigned int u = 0;
2716   int max_dv = -1;
2717   int min_mob = INT_MAX;
2718   int result = -1;
2719   sbitmap_iterator sbi;
2720
2721   EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (nodes, 0, u, sbi)
2722     {
2723       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2724
2725       if (max_dv < DEPTH (u_node))
2726         {
2727           max_dv = DEPTH (u_node);
2728           min_mob = MOB (u_node);
2729           result = u;
2730         }
2731       else if ((max_dv == DEPTH (u_node))
2732                && (min_mob > MOB (u_node)))
2733         {
2734           min_mob = MOB (u_node);
2735           result = u;
2736         }
2737     }
2738   return result;
2739 }
2740
2741 /* Places the nodes of SCC into the NODE_ORDER array starting
2742    at position POS, according to the SMS ordering algorithm.
2743    NODES_ORDERED (in&out parameter) holds the bitset of all nodes in
2744    the NODE_ORDER array, starting from position zero.  */
2745 static int
2746 order_nodes_in_scc (ddg_ptr g, sbitmap nodes_ordered, sbitmap scc,
2747                     int * node_order, int pos)
2748 {
2749   enum sms_direction dir;
2750   int num_nodes = g->num_nodes;
2751   sbitmap workset = sbitmap_alloc (num_nodes);
2752   sbitmap tmp = sbitmap_alloc (num_nodes);
2753   sbitmap zero_bitmap = sbitmap_alloc (num_nodes);
2754   sbitmap predecessors = sbitmap_alloc (num_nodes);
2755   sbitmap successors = sbitmap_alloc (num_nodes);
2756
2757   sbitmap_zero (predecessors);
2758   find_predecessors (predecessors, g, nodes_ordered);
2759
2760   sbitmap_zero (successors);
2761   find_successors (successors, g, nodes_ordered);
2762
2763   sbitmap_zero (tmp);
2764   if (sbitmap_a_and_b_cg (tmp, predecessors, scc))
2765     {
2766       sbitmap_copy (workset, tmp);
2767       dir = BOTTOMUP;
2768     }
2769   else if (sbitmap_a_and_b_cg (tmp, successors, scc))
2770     {
2771       sbitmap_copy (workset, tmp);
2772       dir = TOPDOWN;
2773     }
2774   else
2775     {
2776       int u;
2777
2778       sbitmap_zero (workset);
2779       if ((u = find_max_asap (g, scc)) >= 0)
2780         SET_BIT (workset, u);
2781       dir = BOTTOMUP;
2782     }
2783
2784   sbitmap_zero (zero_bitmap);
2785   while (!sbitmap_equal (workset, zero_bitmap))
2786     {
2787       int v;
2788       ddg_node_ptr v_node;
2789       sbitmap v_node_preds;
2790       sbitmap v_node_succs;
2791
2792       if (dir == TOPDOWN)
2793         {
2794           while (!sbitmap_equal (workset, zero_bitmap))
2795             {
2796               v = find_max_hv_min_mob (g, workset);
2797               v_node = &g->nodes[v];
2798               node_order[pos++] = v;
2799               v_node_succs = NODE_SUCCESSORS (v_node);
2800               sbitmap_a_and_b (tmp, v_node_succs, scc);
2801
2802               /* Don't consider the already ordered successors again.  */
2803               sbitmap_difference (tmp, tmp, nodes_ordered);
2804               sbitmap_a_or_b (workset, workset, tmp);
2805               RESET_BIT (workset, v);
2806               SET_BIT (nodes_ordered, v);
2807             }
2808           dir = BOTTOMUP;
2809           sbitmap_zero (predecessors);
2810           find_predecessors (predecessors, g, nodes_ordered);
2811           sbitmap_a_and_b (workset, predecessors, scc);
2812         }
2813       else
2814         {
2815           while (!sbitmap_equal (workset, zero_bitmap))
2816             {
2817               v = find_max_dv_min_mob (g, workset);
2818               v_node = &g->nodes[v];
2819               node_order[pos++] = v;
2820               v_node_preds = NODE_PREDECESSORS (v_node);
2821               sbitmap_a_and_b (tmp, v_node_preds, scc);
2822
2823               /* Don't consider the already ordered predecessors again.  */
2824               sbitmap_difference (tmp, tmp, nodes_ordered);
2825               sbitmap_a_or_b (workset, workset, tmp);
2826               RESET_BIT (workset, v);
2827               SET_BIT (nodes_ordered, v);
2828             }
2829           dir = TOPDOWN;
2830           sbitmap_zero (successors);
2831           find_successors (successors, g, nodes_ordered);
2832           sbitmap_a_and_b (workset, successors, scc);
2833         }
2834     }
2835   sbitmap_free (tmp);
2836   sbitmap_free (workset);
2837   sbitmap_free (zero_bitmap);
2838   sbitmap_free (predecessors);
2839   sbitmap_free (successors);
2840   return pos;
2841 }
2842
2843 \f
2844 /* This page contains functions for manipulating partial-schedules during
2845    modulo scheduling.  */
2846
2847 /* Create a partial schedule and allocate a memory to hold II rows.  */
2848
2849 static partial_schedule_ptr
2850 create_partial_schedule (int ii, ddg_ptr g, int history)
2851 {
2852   partial_schedule_ptr ps = XNEW (struct partial_schedule);
2853   ps->rows = (ps_insn_ptr *) xcalloc (ii, sizeof (ps_insn_ptr));
2854   ps->rows_length = (int *) xcalloc (ii, sizeof (int));
2855   ps->reg_moves = NULL;
2856   ps->ii = ii;
2857   ps->history = history;
2858   ps->min_cycle = INT_MAX;
2859   ps->max_cycle = INT_MIN;
2860   ps->g = g;
2861
2862   return ps;
2863 }
2864
2865 /* Free the PS_INSNs in rows array of the given partial schedule.
2866    ??? Consider caching the PS_INSN's.  */
2867 static void
2868 free_ps_insns (partial_schedule_ptr ps)
2869 {
2870   int i;
2871
2872   for (i = 0; i < ps->ii; i++)
2873     {
2874       while (ps->rows[i])
2875         {
2876           ps_insn_ptr ps_insn = ps->rows[i]->next_in_row;
2877
2878           free (ps->rows[i]);
2879           ps->rows[i] = ps_insn;
2880         }
2881       ps->rows[i] = NULL;
2882     }
2883 }
2884
2885 /* Free all the memory allocated to the partial schedule.  */
2886
2887 static void
2888 free_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps)
2889 {
2890   ps_reg_move_info *move;
2891   unsigned int i;
2892
2893   if (!ps)
2894     return;
2895
2896   FOR_EACH_VEC_ELT (ps_reg_move_info, ps->reg_moves, i, move)
2897     sbitmap_free (move->uses);
2898   VEC_free (ps_reg_move_info, heap, ps->reg_moves);
2899
2900   free_ps_insns (ps);
2901   free (ps->rows);
2902   free (ps->rows_length);
2903   free (ps);
2904 }
2905
2906 /* Clear the rows array with its PS_INSNs, and create a new one with
2907    NEW_II rows.  */
2908
2909 static void
2910 reset_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, int new_ii)
2911 {
2912   if (!ps)
2913     return;
2914   free_ps_insns (ps);
2915   if (new_ii == ps->ii)
2916     return;
2917   ps->rows = (ps_insn_ptr *) xrealloc (ps->rows, new_ii
2918                                                  * sizeof (ps_insn_ptr));
2919   memset (ps->rows, 0, new_ii * sizeof (ps_insn_ptr));
2920   ps->rows_length = (int *) xrealloc (ps->rows_length, new_ii * sizeof (int));
2921   memset (ps->rows_length, 0, new_ii * sizeof (int));
2922   ps->ii = new_ii;
2923   ps->min_cycle = INT_MAX;
2924   ps->max_cycle = INT_MIN;
2925 }
2926
2927 /* Prints the partial schedule as an ii rows array, for each rows
2928    print the ids of the insns in it.  */
2929 void
2930 print_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, FILE *dump)
2931 {
2932   int i;
2933
2934   for (i = 0; i < ps->ii; i++)
2935     {
2936       ps_insn_ptr ps_i = ps->rows[i];
2937
2938       fprintf (dump, "\n[ROW %d ]: ", i);
2939       while (ps_i)
2940         {
2941           rtx insn = ps_rtl_insn (ps, ps_i->id);
2942
2943           if (JUMP_P (insn))
2944             fprintf (dump, "%d (branch), ", INSN_UID (insn));
2945           else
2946             fprintf (dump, "%d, ", INSN_UID (insn));
2947         
2948           ps_i = ps_i->next_in_row;
2949         }
2950     }
2951 }
2952
2953 /* Creates an object of PS_INSN and initializes it to the given parameters.  */
2954 static ps_insn_ptr
2955 create_ps_insn (int id, int cycle)
2956 {
2957   ps_insn_ptr ps_i = XNEW (struct ps_insn);
2958
2959   ps_i->id = id;
2960   ps_i->next_in_row = NULL;
2961   ps_i->prev_in_row = NULL;
2962   ps_i->cycle = cycle;
2963
2964   return ps_i;
2965 }
2966
2967
2968 /* Removes the given PS_INSN from the partial schedule.  */  
2969 static void 
2970 remove_node_from_ps (partial_schedule_ptr ps, ps_insn_ptr ps_i)
2971 {
2972   int row;
2973
2974   gcc_assert (ps && ps_i);
2975   
2976   row = SMODULO (ps_i->cycle, ps->ii);
2977   if (! ps_i->prev_in_row)
2978     {
2979       gcc_assert (ps_i == ps->rows[row]);
2980       ps->rows[row] = ps_i->next_in_row;
2981       if (ps->rows[row])
2982         ps->rows[row]->prev_in_row = NULL;
2983     }
2984   else
2985     {
2986       ps_i->prev_in_row->next_in_row = ps_i->next_in_row;
2987       if (ps_i->next_in_row)
2988         ps_i->next_in_row->prev_in_row = ps_i->prev_in_row;
2989     }
2990    
2991   ps->rows_length[row] -= 1; 
2992   free (ps_i);
2993   return;
2994 }
2995
2996 /* Unlike what literature describes for modulo scheduling (which focuses
2997    on VLIW machines) the order of the instructions inside a cycle is
2998    important.  Given the bitmaps MUST_FOLLOW and MUST_PRECEDE we know
2999    where the current instruction should go relative to the already
3000    scheduled instructions in the given cycle.  Go over these
3001    instructions and find the first possible column to put it in.  */
3002 static bool
3003 ps_insn_find_column (partial_schedule_ptr ps, ps_insn_ptr ps_i,
3004                      sbitmap must_precede, sbitmap must_follow)
3005 {
3006   ps_insn_ptr next_ps_i;
3007   ps_insn_ptr first_must_follow = NULL;
3008   ps_insn_ptr last_must_precede = NULL;
3009   ps_insn_ptr last_in_row = NULL;
3010   int row;
3011
3012   if (! ps_i)
3013     return false;
3014
3015   row = SMODULO (ps_i->cycle, ps->ii);
3016
3017   /* Find the first must follow and the last must precede
3018      and insert the node immediately after the must precede
3019      but make sure that it there is no must follow after it.  */
3020   for (next_ps_i = ps->rows[row];
3021        next_ps_i;
3022        next_ps_i = next_ps_i->next_in_row)
3023     {
3024       if (must_follow
3025           && TEST_BIT (must_follow, next_ps_i->id)
3026           && ! first_must_follow)
3027         first_must_follow = next_ps_i;
3028       if (must_precede && TEST_BIT (must_precede, next_ps_i->id))
3029         {
3030           /* If we have already met a node that must follow, then
3031              there is no possible column.  */
3032           if (first_must_follow)
3033             return false;
3034           else
3035             last_must_precede = next_ps_i;
3036         }
3037       /* The closing branch must be the last in the row.  */
3038       if (must_precede 
3039           && TEST_BIT (must_precede, next_ps_i->id)
3040           && JUMP_P (ps_rtl_insn (ps, next_ps_i->id)))
3041         return false;
3042              
3043        last_in_row = next_ps_i;
3044     }
3045
3046   /* The closing branch is scheduled as well.  Make sure there is no
3047      dependent instruction after it as the branch should be the last
3048      instruction in the row.  */
3049   if (JUMP_P (ps_rtl_insn (ps, ps_i->id)))
3050     {
3051       if (first_must_follow)
3052         return false;
3053       if (last_in_row)
3054         {
3055           /* Make the branch the last in the row.  New instructions
3056              will be inserted at the beginning of the row or after the
3057              last must_precede instruction thus the branch is guaranteed
3058              to remain the last instruction in the row.  */
3059           last_in_row->next_in_row = ps_i;
3060           ps_i->prev_in_row = last_in_row;
3061           ps_i->next_in_row = NULL;
3062         }
3063       else
3064         ps->rows[row] = ps_i;
3065       return true;
3066     }
3067   
3068   /* Now insert the node after INSERT_AFTER_PSI.  */
3069
3070   if (! last_must_precede)
3071     {
3072       ps_i->next_in_row = ps->rows[row];
3073       ps_i->prev_in_row = NULL;
3074       if (ps_i->next_in_row)
3075         ps_i->next_in_row->prev_in_row = ps_i;
3076       ps->rows[row] = ps_i;
3077     }
3078   else
3079     {
3080       ps_i->next_in_row = last_must_precede->next_in_row;
3081       last_must_precede->next_in_row = ps_i;
3082       ps_i->prev_in_row = last_must_precede;
3083       if (ps_i->next_in_row)
3084         ps_i->next_in_row->prev_in_row = ps_i;
3085     }
3086
3087   return true;
3088 }
3089
3090 /* Advances the PS_INSN one column in its current row; returns false
3091    in failure and true in success.  Bit N is set in MUST_FOLLOW if
3092    the node with cuid N must be come after the node pointed to by
3093    PS_I when scheduled in the same cycle.  */
3094 static int
3095 ps_insn_advance_column (partial_schedule_ptr ps, ps_insn_ptr ps_i,
3096                         sbitmap must_follow)
3097 {
3098   ps_insn_ptr prev, next;
3099   int row;
3100
3101   if (!ps || !ps_i)
3102     return false;
3103
3104   row = SMODULO (ps_i->cycle, ps->ii);
3105
3106   if (! ps_i->next_in_row)
3107     return false;
3108
3109   /* Check if next_in_row is dependent on ps_i, both having same sched
3110      times (typically ANTI_DEP).  If so, ps_i cannot skip over it.  */
3111   if (must_follow && TEST_BIT (must_follow, ps_i->next_in_row->id))
3112     return false;
3113
3114   /* Advance PS_I over its next_in_row in the doubly linked list.  */
3115   prev = ps_i->prev_in_row;
3116   next = ps_i->next_in_row;
3117
3118   if (ps_i == ps->rows[row])
3119     ps->rows[row] = next;
3120
3121   ps_i->next_in_row = next->next_in_row;
3122
3123   if (next->next_in_row)
3124     next->next_in_row->prev_in_row = ps_i;
3125
3126   next->next_in_row = ps_i;
3127   ps_i->prev_in_row = next;
3128
3129   next->prev_in_row = prev;
3130   if (prev)
3131     prev->next_in_row = next;
3132
3133   return true;
3134 }
3135
3136 /* Inserts a DDG_NODE to the given partial schedule at the given cycle.
3137    Returns 0 if this is not possible and a PS_INSN otherwise.  Bit N is
3138    set in MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW if the node with cuid N must be come
3139    before/after (respectively) the node pointed to by PS_I when scheduled
3140    in the same cycle.  */
3141 static ps_insn_ptr
3142 add_node_to_ps (partial_schedule_ptr ps, int id, int cycle,
3143                 sbitmap must_precede, sbitmap must_follow)
3144 {
3145   ps_insn_ptr ps_i;
3146   int row = SMODULO (cycle, ps->ii);
3147
3148   if (ps->rows_length[row] >= issue_rate)
3149     return NULL;
3150
3151   ps_i = create_ps_insn (id, cycle);
3152
3153   /* Finds and inserts PS_I according to MUST_FOLLOW and
3154      MUST_PRECEDE.  */
3155   if (! ps_insn_find_column (ps, ps_i, must_precede, must_follow))
3156     {
3157       free (ps_i);
3158       return NULL;
3159     }
3160
3161   ps->rows_length[row] += 1;
3162   return ps_i;
3163 }
3164
3165 /* Advance time one cycle.  Assumes DFA is being used.  */
3166 static void
3167 advance_one_cycle (void)
3168 {
3169   if (targetm.sched.dfa_pre_cycle_insn)
3170     state_transition (curr_state,
3171                       targetm.sched.dfa_pre_cycle_insn ());
3172
3173   state_transition (curr_state, NULL);
3174
3175   if (targetm.sched.dfa_post_cycle_insn)
3176     state_transition (curr_state,
3177                       targetm.sched.dfa_post_cycle_insn ());
3178 }
3179
3180
3181
3182 /* Checks if PS has resource conflicts according to DFA, starting from
3183    FROM cycle to TO cycle; returns true if there are conflicts and false
3184    if there are no conflicts.  Assumes DFA is being used.  */
3185 static int
3186 ps_has_conflicts (partial_schedule_ptr ps, int from, int to)
3187 {
3188   int cycle;
3189
3190   state_reset (curr_state);
3191
3192   for (cycle = from; cycle <= to; cycle++)
3193     {
3194       ps_insn_ptr crr_insn;
3195       /* Holds the remaining issue slots in the current row.  */
3196       int can_issue_more = issue_rate;
3197
3198       /* Walk through the DFA for the current row.  */
3199       for (crr_insn = ps->rows[SMODULO (cycle, ps->ii)];
3200            crr_insn;
3201            crr_insn = crr_insn->next_in_row)
3202         {
3203           rtx insn = ps_rtl_insn (ps, crr_insn->id);
3204
3205           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
3206             continue;
3207
3208           /* Check if there is room for the current insn.  */
3209           if (!can_issue_more || state_dead_lock_p (curr_state))
3210             return true;
3211
3212           /* Update the DFA state and return with failure if the DFA found
3213              resource conflicts.  */
3214           if (state_transition (curr_state, insn) >= 0)
3215             return true;
3216
3217           if (targetm.sched.variable_issue)
3218             can_issue_more =
3219               targetm.sched.variable_issue (sched_dump, sched_verbose,
3220                                             insn, can_issue_more);
3221           /* A naked CLOBBER or USE generates no instruction, so don't
3222              let them consume issue slots.  */
3223           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
3224                    && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
3225             can_issue_more--;
3226         }
3227
3228       /* Advance the DFA to the next cycle.  */
3229       advance_one_cycle ();
3230     }
3231   return false;
3232 }
3233
3234 /* Checks if the given node causes resource conflicts when added to PS at
3235    cycle C.  If not the node is added to PS and returned; otherwise zero
3236    is returned.  Bit N is set in MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW if the node with
3237    cuid N must be come before/after (respectively) the node pointed to by
3238    PS_I when scheduled in the same cycle.  */
3239 ps_insn_ptr
3240 ps_add_node_check_conflicts (partial_schedule_ptr ps, int n,
3241                              int c, sbitmap must_precede,
3242                              sbitmap must_follow)
3243 {
3244   int has_conflicts = 0;
3245   ps_insn_ptr ps_i;
3246
3247   /* First add the node to the PS, if this succeeds check for
3248      conflicts, trying different issue slots in the same row.  */
3249   if (! (ps_i = add_node_to_ps (ps, n, c, must_precede, must_follow)))
3250     return NULL; /* Failed to insert the node at the given cycle.  */
3251
3252   has_conflicts = ps_has_conflicts (ps, c, c)
3253                   || (ps->history > 0
3254                       && ps_has_conflicts (ps,
3255                                            c - ps->history,
3256                                            c + ps->history));
3257
3258   /* Try different issue slots to find one that the given node can be
3259      scheduled in without conflicts.  */
3260   while (has_conflicts)
3261     {
3262       if (! ps_insn_advance_column (ps, ps_i, must_follow))
3263         break;
3264       has_conflicts = ps_has_conflicts (ps, c, c)
3265                       || (ps->history > 0
3266                           && ps_has_conflicts (ps,
3267                                                c - ps->history,
3268                                                c + ps->history));
3269     }
3270
3271   if (has_conflicts)
3272     {
3273       remove_node_from_ps (ps, ps_i);
3274       return NULL;
3275     }
3276
3277   ps->min_cycle = MIN (ps->min_cycle, c);
3278   ps->max_cycle = MAX (ps->max_cycle, c);
3279   return ps_i;
3280 }
3281
3282 /* Calculate the stage count of the partial schedule PS.  The calculation
3283    takes into account the rotation amount passed in ROTATION_AMOUNT.  */
3284 int
3285 calculate_stage_count (partial_schedule_ptr ps, int rotation_amount)
3286 {
3287   int new_min_cycle = PS_MIN_CYCLE (ps) - rotation_amount;
3288   int new_max_cycle = PS_MAX_CYCLE (ps) - rotation_amount;
3289   int stage_count = CALC_STAGE_COUNT (-1, new_min_cycle, ps->ii);
3290
3291   /* The calculation of stage count is done adding the number of stages
3292      before cycle zero and after cycle zero.  */ 
3293   stage_count += CALC_STAGE_COUNT (new_max_cycle, 0, ps->ii);
3294
3295   return stage_count;
3296 }
3297
3298 /* Rotate the rows of PS such that insns scheduled at time
3299    START_CYCLE will appear in row 0.  Updates max/min_cycles.  */
3300 void
3301 rotate_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, int start_cycle)
3302 {
3303   int i, row, backward_rotates;
3304   int last_row = ps->ii - 1;
3305
3306   if (start_cycle == 0)
3307     return;
3308
3309   backward_rotates = SMODULO (start_cycle, ps->ii);
3310
3311   /* Revisit later and optimize this into a single loop.  */
3312   for (i = 0; i < backward_rotates; i++)
3313     {
3314       ps_insn_ptr first_row = ps->rows[0];
3315       int first_row_length = ps->rows_length[0];
3316
3317       for (row = 0; row < last_row; row++)
3318         {
3319           ps->rows[row] = ps->rows[row + 1];
3320           ps->rows_length[row] = ps->rows_length[row + 1]; 
3321         }
3322
3323       ps->rows[last_row] = first_row;
3324       ps->rows_length[last_row] = first_row_length;
3325     }
3326
3327   ps->max_cycle -= start_cycle;
3328   ps->min_cycle -= start_cycle;
3329 }
3330
3331 #endif /* INSN_SCHEDULING */
3332 \f
3333 static bool
3334 gate_handle_sms (void)
3335 {
3336   return (optimize > 0 && flag_modulo_sched);
3337 }
3338
3339
3340 /* Run instruction scheduler.  */
3341 /* Perform SMS module scheduling.  */
3342 static unsigned int
3343 rest_of_handle_sms (void)
3344 {
3345 #ifdef INSN_SCHEDULING
3346   basic_block bb;
3347
3348   /* Collect loop information to be used in SMS.  */
3349   cfg_layout_initialize (0);
3350   sms_schedule ();
3351
3352   /* Update the life information, because we add pseudos.  */
3353   max_regno = max_reg_num ();
3354
3355   /* Finalize layout changes.  */
3356   FOR_EACH_BB (bb)
3357     if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
3358       bb->aux = bb->next_bb;
3359   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
3360   cfg_layout_finalize ();
3361 #endif /* INSN_SCHEDULING */
3362   return 0;
3363 }
3364
3365 struct rtl_opt_pass pass_sms =
3366 {
3367  {
3368   RTL_PASS,
3369   "sms",                                /* name */
3370   gate_handle_sms,                      /* gate */
3371   rest_of_handle_sms,                   /* execute */
3372   NULL,                                 /* sub */
3373   NULL,                                 /* next */
3374   0,                                    /* static_pass_number */
3375   TV_SMS,                               /* tv_id */
3376   0,                                    /* properties_required */
3377   0,                                    /* properties_provided */
3378   0,                                    /* properties_destroyed */
3379   0,                                    /* todo_flags_start */
3380   TODO_df_finish
3381     | TODO_verify_flow
3382     | TODO_verify_rtl_sharing
3383     | TODO_ggc_collect                  /* todo_flags_finish */
3384  }
3385 };